Produzione di Cemento

LINEE GUIDA PER L INDIVIDUAZIONE E L UTILIZZAZIONE DELLE MIGLIORI TECNICHE DISPONIBILI --------------- Produzione di Cemento Gennaio 2004

1. Scopo e obiettivi 5 2. Identificazione della normativa di riferimento 6 3. L industria del Cemento 7 3.1 Informazioni generali 7 3.2 L industria del cemento in Italia 10 4. Descrizione del processo di produzione del cemento 12 4.1 Processi e tecnologie applicati 12 4.2 Estrazione delle materie prime 13 4.3 Stoccaggio e preparazione delle materie prime 13 4.3.1 Stoccaggio delle materie prime 13 4.3.2 Macinazione delle materie prime 14 4.4 Stoccaggio e preparazione dei combustibili 15 4.4.1 Stoccaggio dei combustibili 15 4.4.2 Preparazione dei combustibili 16 4.4.3 Utilizzo di rifiuti come combustibili 17 4.5 Cottura del clinker 17 4.5.1 Forni rotanti lunghi 18 4.5.2 Forni rotanti con preriscaldatore 19 4.5.3 Forni rotanti con preriscaldatore e precalcinatore 22 4.5.4 I gas esausti del forno 23 4.5.5 I raffreddatori del clinker 23 4.6 Recupero di rifiuti e biomasse nel ciclo di produzione del cemento 26 4.6.1 Recupero di materia 26 4.6.2 Recupero energetico 27 4.7 Macinazione e stoccaggio del cemento 30 4.7.1 Stoccaggio del clinker 30 4.7.2 Macinazione del clinker 30 4.7.3 Stoccaggio del cemento 32 4.8 Imballaggio e spedizione 32 5. Valutazione degli aspetti ambientali per l individuazione delle BAT in ambito comunitario 33 5.1 Classificazione delle migliori tecniche e tecnologie disponibili 33 5.2 Aspetti tecnici e tecnologici 34 5.3 Consumi di risorse naturali e di energia 36 5.3.1 Consumo di materie prime 36 5.3.2 Utilizzo di energia 36 5.4 Le emissioni 36 5.4.1 Ossidi di azoto 38 5.4.2 Biossido di zolfo 40 5.4.3 Polveri 41 5.4.4 Ossidi di carbonio (CO 2, CO) 41 5.4.5 Composti e microinquinanti organici 42 5.4.6 Metalli e loro composti 42 5.5 Produzione di rifiuti 43 5.6 Emissioni sonore 43 5.7 Odori 43 5.8 Contaminazione del suolo 44 5.9 Scarichi idrici 44 5.10 Emergenze 45 6. Le migliori tecniche disponibili per l industria del cemento 46 6.1 Il consumo di materie prime 46 6.2 Il consumo di energia 46 6.3 Scelta del processo 46 6.4 Tecniche generali 47 6.4.1 Ottimizzazione del controllo di processo 47 6.4.2 Scelta del combustibile e delle materie prime 48 6.5 Tecniche per il controllo delle emissioni di NO x 48 6.5.1 Misure primarie per il controllo delle emissioni 49 6.5.2 La combustione a stadi 50 6.5.3 La combustione a metà forno 51 6.5.4 Clinker mineralizzato 51 2

6.5.5 Riduzione selettiva non catalitica (SNCR) 52 6.5.6 Riduzione selettiva catalitica (SCR) 53 6.6 Tecniche per il controllo delle emissioni di SO 2 55 6.6.1 Aggiunta di adsorbenti 55 6.6.2 Lo scrubber a secco 56 6.6.3 Lo scrubber a via umida 56 6.6.4 Carboni attivi 57 6.7 Le tecniche per il controllo delle polveri 58 6.7.1 I precipitatori elettrostatici 58 6.7.2 I filtri a tessuto 59 6.7.3 L abbattimento delle polveri diffuse 60 6.8 Il contenimento delle altre emissioni atmosferiche 61 6.8.1 Gli ossidi di carbonio (CO 2, CO) 61 6.8.2 Composti e microinquinanti organici 62 6.8.3 I metalli 62 6.9 Gli odori 62 6.10 I rifiuti 62 6.11 Il rumore 63 6.12 Le tecniche emergenti nell industria del cemento 66 6.12.1 La tecnologia di fabbricazione del cemento con letto fluido 66 6.12.2 La combustione a stadi combinata con la SNCR 67 7. Individuazione delle BAT applicabili all industria del cemento italiana 68 7.1 Scelta del processo 69 7.2 Le misure primarie generali 69 7.3 Gli ossidi di azoto 69 7.4 Gli ossidi di zolfo 71 7.5 Le polveri 71 7.6 I rifiuti 72 8. Monitoraggio delle emissioni 75 9. Glossario 79 10. Bibliografia 82 11. Allegati 86 ALLEGATO A: Normativa di riferimento 86 ALLEGATO B: Normative nazionali ed internazionali vigenti 108 ALLEGATO C: Diffusione delle tecniche di abbattimento di NO x e SO 2 nell industria del cemento 112 3

Indice delle figure Fig. 1 Produzione di cemento nell Unione Europea e nel mondo nel periodo 1950-2002 Fig. 2 Produzione e consumo di cemento nell Unione Europea nel 1995 Fig. 3 Tipico processo a via secca con forno precalcinatore Fig. 4 Forno rotante lungo con catene funzionante a via umida Fig. 5 Forno lungo Fig. 6 Forno a griglia Lepol Fig. 7 Rappresentazione schematica di diversi preriscaldatori Fig. 8 Forno a cicloni Fig. 9 Profili di temperature e tempi di permanenza dei gas e del materiale in un forno a cicloni Fig. 10 Emissioni Fig. 11 Impatti ambientali del ciclo di produzione del cemento Fig. 12 Bilancio di massa per la produzione di 1 kg. di cemento Fig. 13 Sezione del forno rotante Fig. 14 Consumi idrici in un impianto per la produzione di cemento Fig. 15 Schema Sistema SNCR Fig. 16 Forno da cemento a letto fluido Indice delle tabelle Tab. 1 Produzione mondiale di cemento per aree geografiche nel 2002 Tab. 2 Numero di cementifici in funzione nei paesi UE nel 1995 Tab. 3 Consumo di combustibile dell industria europea del cemento Tab. 4 Distribuzione territoriale delle Unità Produttive in Italia Tab. 5 Recupero energetico di waste fuels nei forni da cemento Tab. 6 Tipi di rifiuti usati come materie prime nell industria europea del cemento Tab. 7 Tipi di rifiuti usati come combustibili nell industria europea del cemento Tab. 8 Consumo di materie prime nella produzione di cemento Tab. 9 Dati relativi alle emissioni prodotte dai forni da cemento europei Tab. 10 Sintesi delle tecniche per il controllo degli NO x Tab. 11 Tecniche per il controllo delle emissioni di SO 2 Tab. 12 Le BAT applicabili all industria italiana del cemento 4

1. Scopo ed obiettivi Il presente documento rappresenta il risultato dell attività svolta dal Gruppo Tecnico Ristretto Produzione di cemento e altre attività di prodotti minerari nominato dalla Commissione istituita con Decreto Ministeriale del 19 novembre 2002, nell ambito della individuazione degli elementi necessari alla predisposizione delle Linee Guida di settore previste all'ex art. 3, comma 2, del Decreto Legislativo 4/08/1999 n. 372 e relative all'individuazione, utilizzazione e aggiornamento delle migliori tecniche disponibili, L analisi del settore industriale viene affrontata in armonia con la metodologia di intervento individuata dalla Direttiva IPPC, promuovendo, cioè, l approccio integrato alla valutazione dell'inquinamento attraverso l applicazione di misure globali di protezione ambientale, tese al superamento dei criteri di controllo dei singoli comparti ambientali, che spesso non tengono conto dei trasferimenti dell'inquinamento da un settore all'altro. I principi fondamentali della Direttiva sono infatti l istituzione di una nuova procedura di autorizzazione, l Autorizzazione Integrata Ambientale (AIA), che deve prendere in considerazione l intera prestazione degli impianti industriali nei confronti dell ambiente (emissioni nell aria, nell acqua e nel suolo, produzione di rifiuti, uso delle risorse naturali, efficienza energetica, rumore, prevenzione incidenti, gestione dei rischi), ed il riferimento alle migliori tecniche disponibili - BAT (Best Available Techniques), così come definite all art. 2, punto 11 della direttiva. L Autorizzazione Integrata Ambientale deve basarsi sull applicazione delle BAT nel rispetto della normativa di settore; tuttavia, ai gestori non vengono imposte BAT standard in modo da non frenare, ma, al contrario, incoraggiare lo sviluppo e l innovazione tecnologica. Inoltre, la Direttiva stabilisce che le BAT debbano tenere in considerazione sia le caratteristiche tecniche dell'impianto, sia la loro posizione geografica, le condizioni ambientali del luogo e la fattibilità economica. Nel fissare le prescrizioni autorizzative, l Italia, come tutti gli altri Stati Membri, si riferisce ai documenti di riferimento delle BAT, i cosiddetti BRef, nati dallo scambio di informazioni, organizzato dalla Commissione Europea, fra gli esperti degli Stati Membri, dell'industria e delle organizzazioni ambientali. Oltre alle informazioni sui processi produttivi del settore industriale e gli impatti ambientali associati, i BRef (che non hanno carattere legalmente vincolante) contengono le indicazioni sulle migliori tecniche disponibili e sui livelli di efficienza da esse raggiungibili. La prima fase dell indagine condotta dal gruppo di lavoro è rappresentata dal confronto tra la situazione nazionale del settore industriale e quella descritta nel BRef di riferimento References Document on BAT in the cement and lime manufacturing industries (Dicembre 2001), attraverso la stima sia del livello tecnologico dei cicli produttivi adottati in Italia, sia dell attualità e dell efficienza delle tecniche di abbattimento impiegate. Gli sforzi vengono poi rivolti allo studio dell applicabilità delle suddette tecniche, in considerazione dell effettiva situazione ed eventuali criticità ambientali dell area ove sono ubicati gli impianti, ed all individuazione di BAT compatibili con i processi impiegati, nella prospettiva di ottenere l adeguamento tecnologico di tutti gli impianti, senza peraltro penalizzare quelli che dispongono di minori strumenti tecnici ed economici. Infine, prima dell individuazione delle tecniche da raccomandare come BAT, viene effettuata per ognuna la necessaria analisi costi-benefici, che rappresenta un importante criterio di valutazione nella qualificazione delle BAT. Risulta, infatti, prioritario pervenire ad un quadro autorizzatorio efficace ai fini del raggiungimento di elevati obiettivi di salvaguardia ambientale, rispettoso della situazione del tessuto industriale esistente nel nostro Paese ed, al tempo stesso, in un contesto per quanto possibile omogeneo e coordinato, che eviti o comunque minimizzi distorsioni della concorrenzialità interaziendale e intersettoriale. 5

2. Identificazione delle normative di riferimento Nell Allegato A, vengono riportate le principali disposizioni normative comunitarie e nazionali applicabili all attività di produzione cemento ed in particolare: A. 1 Gestione Integrata dell Inquinamento e V.I.A. A. 2 Inquinamento atmosferico A. 3 Inquinamento idrico A. 4 Inquinamento acustico A. 5 Gestione dei rifiuti A. 6 Riutilizzo di rifiuti come combustibile A. 7 Danno ambientale e rischi di incidente rilevante A. 8 Sostanze e preparati pericolosi A. 9 Risparmio energetico A.10 Certificazione ambientale di prodotto /Strumenti volontari Nell Allegato B, sono riportati i valori limite delle emissioni in atmosfera vigenti nei principali Paesi UE. Prima di procedere all analisi delle BAT applicabili all Unità Produttiva in esame, è prioritario identificare i requisiti legislativi o regolamentari, che devono essere ottemperati dall Impianto e valutarne lo stato di conformità. Per tale verifica, ove disponibile, possono essere utilizzate e/o richiamate le descrizioni ed i risultati della Analisi Ambientale Iniziale, propedeutica all implementazione della certificazione del sistema di gestione secondo la norma internazionale UNI EN ISO 14001 e/o il Regolamento EMAS 761/2001/CE. Questa metodologia rappresenta, infatti, lo strumento fondamentale per la valutazione dettagliata dello scenario ambientale complessivo dell insediamento industriale e si esplica attraverso la diagnosi straordinaria, sistematica e standardizzata nella quale si studiano le relazioni che intercorrono tra l attività produttiva e la realtà ambientale e territoriale che la circonda, in funzione del quadro di riferimento legislativo e socio-economico e di eventuali vincoli locali. 6

3. L Industria del Cemento 3.1 Informazioni generali Il cemento è una polvere inorganica, non metallica, finemente macinata, che, se mescolata con acqua, forma una pasta che fa presa e indurisce. Questo indurimento idraulico si deve soprattutto alla formazione di silicati idrati di calcio in seguito alla reazione tra l acqua aggiunta per la miscela e i componenti del cemento. Nel caso dei cementi alluminosi, l indurimento idraulico si deve alla formazione di alluminati idrati di calcio. Il cemento è un materiale fondamentale per le costruzioni edili e le opere di ingegneria civile. In Europa, l uso del cemento e del calcestruzzo (una miscela di cemento, aggregati, sabbia e acqua) nelle grandi opere civili risale all antichità. Il cemento portland, il più usato nelle costruzioni in calcestruzzo, è stato brevettato nel 1824. La produzione dell industria del cemento è in relazione diretta con l andamento dell edilizia in generale e, quindi, rispecchia da vicino la situazione economica generale. Come mostra la fig. 1, la produzione mondiale di cemento ha fatto registrare una crescita costante fin dai primi anni cinquanta, con un incremento della produzione nei paesi in via di sviluppo in primo luogo in Asia che li ha visti assurgere al ruolo di protagonisti nell incremento della produzione mondiale di cemento dei primi anni novanta. 1800 1600 1400 Europa Mondo 1200 milioni ton 1000 800 600 400 200 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Fig. 1: Produzione di cemento nell Unione Europea e nel mondo nel periodo 1950-2002 7

Nel 2002 la produzione mondiale di cemento ha raggiunto 1.737 milioni di tonnellate. La tab. 1 illustra la distribuzione della produzione cemento per aree geografiche: Cina 40% USA 5% Giappone 5% Resto dell America 7% Resto dell Asia 18% Africa 5% Europa occidentale 13% Oceania 1% Europa orientale 6% Tab. 1 Produzione mondiale di cemento per aree geografiche nel 2002 Nel 2002 la produzione di cemento in Europa è stata pari a 236 milioni di tonnellate, di cui 41,4 mio/t in Italia, con una importazione rispettivamente di 2,1 mio/t di cemento e 1,8 mio/t di clinker. In Italia, vengono prodotti diversi tipi di cementi, aventi caratteristiche di composizione e requisiti di resistenza conformi alla norma tecnica UNI EN 197/1; circa il 75% della produzione è rappresentata da cementi Portland, l'11% da cementi pozzolanici, mentre le percentuali di cementi d'altoforno e di cementi compositi sono, rispettivamente, del 5% e 9%. Oltre il 50% del cemento prodotto viene utilizzato dalle centrali di betonaggio (calcestruzzo) e dei prefabbricatori. A causa degli alti costi legati al trasporto, i mercati per il cemento sono prevalentemente locali. Tuttavia, esiste un certo commercio globale, e in alcuni casi è economicamente fattibile spedire il cemento in tutto il mondo. La concorrenza internazionale è una minaccia soprattutto per il singolo impianto, e all interno dell Unione Europea la crescente quota di importazioni provenienti dai Paesi dell Europa orientale influisce sulle condizioni del mercato locale. A titolo esemplificativo, si riporta la produzione ed il consumo di cemento nel 1995. Fig. 2 Produzione e consumo di cemento nell Unione Europea nel 1995 [Rapporto Cembureau, 1997] [Göller] 8

Nel 1995, nell Unione Europea si contavano n 252 Impianti di produzione di clinker e di cemento (a ciclo completo), ai quali si dovevano aggiungere altri 68 centri di macinazione privi di impianti di cottura (v. tab. 2). Paese Cementifici (a ciclo completo) Centri di macinazione Austria 11 1 Belgio 5 3 Danimarca 1 - Finlandia 2 - Francia 38 5 Germania 50 20 Grecia 8 - Irlanda 2 - Italia 64 29 Lussemburgo 1 1 Olanda 1 2 Portogallo 6 1 Spagna 37 5 Svezia 3 - Regno Unito 23 1 Totale 252 68 Tab. 2 Numero di cementifici in funzione nei paesi UE nel 1995 [Rapporto Cembureau, 1997] [Schneider] Complessivamente sono n 430 i forni esistenti nell ambito dell Unione Europea, anche se non tutti sono attualmente in esercizio, con capacità produttiva mediamente compresa tra 1.800 3.000 t/g di clinker. Attualmente, circa l'83% della produzione europea di cemento deriva da processi a via secca, un altro 15% da processi a via semi-secca e semi-umida, mentre il resto, pari a quasi il 2%, è prodotto in cicli a via umida. L industria del cemento è un industria ad elevati consumi energetici, nella quale i costi energetici rappresentano circa il 40% dei costi di produzione. Tradizionalmente, il combustibile primario usato è il carbone, ma si usano anche molti altri combustibili, tra i quali coke di petrolio, gas naturale e olio. Oltre a questi tipi di combustibile, l industria del cemento da più di dieci anni impiega come combustibili vari tipi di rifiuti. Combustibile 1995 Coke di petrolio 39% Carbone 36% Olio combustibile 7% Lignite 6% Gas 2% Diversi tipi di rifiuti 10% Tab. 3 Consumo di combustibile dell industria europea del cemento [Rapporto Cembureau, 1997] 9

L industria del cemento è un industria ad elevato impegno di capitali. Il costo di un nuovo cementificio è quasi equivalente al fatturato di tre anni, e ciò fa classificare l industria del cemento tra quelle a più elevato impegno di capitale. La redditività dell industria del cemento è di quasi il 10% in proporzione al volume d affari (sulla base dei profitti lordi prima del rimborso degli interessi). 3.2 L'Industria del Cemento in Italia L industria del cemento italiana, per quanto attiene al proprio profilo strutturale, ha mantenuto nel 2002 le ormai consolidate caratteristiche rappresentate da una distribuzione capillare dell apparato produttivo sul territorio nazionale, con un contenimento dei costi del trasporto e considerevoli vantaggi per i consumatori, e da un livello tecnologico avanzato, che garantisce una ottima qualità del prodotto ed elevati standard di tutela ambientale. Le aziende operative sono 23 (con 88 unità produttive) e, nonostante una contrazione del numero delle Imprese in attività verificatasi nel corso degli ultimi anni, il settore cementiero italiano figura come uno dei più articolati tra i Paesi europei. Delle 88 cementerie in funzione, 59 sono a ciclo completo e 29 sono officine di macinazione. Sono attivi n 80 forni rotanti a via secca e semisecca e n 8 rotanti a via umida. La produzione di cemento nel 2002 è stata di 41.416.612 tonnellate con la seguente ripartizione per processo: 40.417.786 t con processo a via secca e semisecca e 998.826 t con processo a via umida. La ripartizione delle cementerie per classi produttive è la seguente: Numero unità produttive Cemento (ton) Fino a 100.000 t Da 100.001 a 300.000 t Da 300.001 a 600.000 t Da 600.000 a 1.000.000 Oltre 1.000.000 t 15 20 26 18 9 463.373 3.385.344 11.970.950 14.190.753 10.956.192 Totale 88 41.416.612 Regione Ciclo completo Sola macinazione Totale Piemonte Liguria Lombardia Veneto Friuli-Venezia Giulia Trentino Alto Adige Emilia Romagna 3 0 7 6 3 2 4 6 1 1 5 1 2 2 9 1 8 11 4 4 6 Settentrione 25 18 43 Toscana Marche Umbria Lazio 4 1 3 2 2 1 0 2 6 2 3 4 Centro 10 5 15 Abruzzo Molise Campania Puglia Calabria Basilicata 3 2 4 3 2 3 0 0 1 2 1 0 3 2 5 5 3 3 Meridione 17 4 21 Sardegna Sicilia 2 5 1 1 3 6 Isole 7 2 9 Totale 59 29 88 Tab. 4 Distribuzione territoriale delle Unità Produttive in Italia (anno 2002) 10

I consumi energetici Il costo per l approvvigionamento di fattori produttivi energetici costituisce per l industria cementiera un elemento di fondamentale importanza alla luce degli elevati consumi (il settore copre il 3,5 % dei consumi di energia elettrica e circa il 6,5 % dei consumi finali di energia termica dell industria italiana) e del peso relativo che tale voce di costo ha sul conto economico delle aziende produttrici. Consumi energetici - anno 2002 % Energia elettrica KWh 4.774.197.370 - Metano mc 39.613.599 1,3 Carbone t 2.808.334 90,1 Olio combustibile denso t 117.060 3,4 Combustibili non convenzionali t 227.560 5,2 Si riporta inoltre la tabella relativa ai dati europei per l anno 2002 sul recupero energetico di waste fuels nei forni da cemento per un confronto con le situazioni degli altri Paesi. Tab. 5 Recupero energetico di waste fuels nei forni da cemento Paese % Olanda 72 Norvegia 42 Svizzera 34 Germania 30 Francia 27 Austria 29 Inghilterra 6 Italia 4,8 Danimarca 4 Finlandia 3 Spagna 2 Polonia 1 Portogallo 1 (Dati 2002) 11

4. Descrizione del processo di produzione del cemento 4.1 Processi e tecnologie applicati La chimica fondamentale del processo di produzione del cemento è basata sulla decomposizione del carbonato di calcio (CaCO 3 ) a circa 900 C per formare ossido di calcio (CaO, calce) e liberare biossido di carbonio allo stato gassoso (CO 2 ); questo processo prende il nome di calcinazione. La fase successiva è costituita dalla clinkerizzazione, nella quale l ossido di calcio reagisce ad alte temperature (tipicamente 1400-1500 C) con silice, allumina e ossido ferroso per formare silicati, alluminati e ferriti di calcio che compongono il clinker. Il clinker viene quindi frantumato o macinato insieme al gesso e ad altre aggiunte per produrre il cemento. Le principali tipologie di processo per la fabbricazione del cemento sono: - Processo a via secca: le materie prime sono macinate e essiccate, dando così origine alla farina sotto forma di polvere. La farina cruda essiccata viene alimentata al preriscaldatore o al precalcinatore o, più raramente, ad un forno lungo nel quale si realizzano le tre fasi per via secca. - Processo a via semi-secca: la farina cruda essiccata viene pellettizzata con acqua e alimentata ad un preriscaldatore a griglia che si trova prima del forno oppure in un forno lungo dotato di crociere. - Processo a via semi-umida: lo slurry viene dapprima disidratato nelle filtro-presse. Il pane compresso viene estruso sotto forma di pellets ed immesso in un preriscaldatore a griglia o direttamente nell essiccatore idoneo per produrre la farina cruda. - Processo a via umida: le materie prime (spesso contenenti un elevata percentuale di umidità) sono frantumate in acqua per formare uno slurry pompabile. Lo slurry può essere immesso direttamente nel forno oppure passare prima in un apposito essiccatore. La fig. 3 dà un quadro generale del processo a via secca con preriscaldatore a cicloni e precalcinatore. Fig. 3: Tipico processo a via secca con forno precalcinatore La scelta del processo dipende in misura notevole dallo stato delle materie prime (secche o umide). Gran parte della produzione mondiale di clinker si fonda ancora su processi a via umida. Tuttavia, in Europa, la disponibilità di materie prime asciutte fa sì che più del 75% della produzione si basi su processi a via secca. I processi a via umida consumano più energia e, quindi, sono più costosi. Gli impianti che applicano il processo a via semi-umida saranno probabilmente convertiti alla via secca nel momento in cui sarà necessario ingrandirli o adeguarli. Gli impianti che applicano processi a via umida o semi-umida normalmente hanno accesso solo a materie prime umide, come avviene in Danimarca e Belgio e, in una certa misura, nel Regno Unito. Tutti i processi hanno in comune le seguenti fasi: estrazione delle materie prime; stoccaggio e preparazione delle materie prime; stoccaggio e preparazione del combustibile; cottura del clinker; macinazione e stoccaggio del cemento; imballaggio e spedizione. 12

4.2 Estrazione delle materie prime I necessari depositi calcarei naturali quali calcari, marne o chalk sono la fonte del carbonato di calcio; silice, ossido di ferro e allumina si trovano in vari minerali quali la sabbia, lo scisto, l argilla e il minerale di ferro. Anche le ceneri prodotte dalle centrali termoelettriche, le scorie d altoforno e altri residui di processi industriali possono essere usati, in funzione della loro idoneità dal punto di vista chimico, per sostituire, almeno in parte, le materie prime naturali. La tab. 6 elenca i tipi di rifiuti oggi più usati come materie prime nella produzione del cemento in Europa. Ceneri volanti Scorie d altoforno Allumina Scorie di ferro Fanghi di cartiera Ceneri di pirite Gesso da desolforazione Tab. 6 Tipi di rifiuti usati come materie prime nell industria europea del cemento [Cembureau] L estrazione di quasi tutte le materie prime naturali richiede una serie di operazioni di escavazione ed estrazione. I materiali provengono da cave a cielo aperto. Le operazioni necessarie comprendono perforazione dello strato roccioso, abbattimento con esplosivi, scavo, trasporto e frantumazione. Le materie prime principali, quali calcare, calcare marnoso, scisto o argilla, provengono da cave, che nella maggior parte dei casi sono prossime al cementificio. Dopo una prima frantumazione, le materie prime vengono trasportate al cementificio, dove vengono stoccate e sottoposte ad ulteriore lavorazione. Altre materie prime, quali, ad esempio, bauxite, minerale di ferro, scorie d altoforno o terre di fonderia, derivano da altri processi industriali. 4.3 Stoccaggio e preparazione delle materie prime La preparazione delle materie prime è molto importante per il sistema del forno, sia per ottenere la giusta composizione chimica della farina, sia per garantire che la stessa sia abbastanza fine. 4.3.1 Stoccaggio delle materie prime La necessità di usare depositi coperti dipende dalle condizioni climatiche e dalla quantità di polveri fini presenti nelle materie prime che escono dall impianto di frantumazione. Nel caso di un impianto da 3.000 t/giorno, questi depositi possono contenere una quantità compresa tra 20.000 e 40.000 t di materiale. Il "crudo" che deve essere alimentato al forno deve avere caratteristiche chimiche quanto più omogenee. Ciò si ottiene controllando la quantità di materiale che viene immesso all interno dell impianto di macinazione del crudo. Se il materiale proveniente dalla cava è qualitativamente disomogeneo, un iniziale premiscelazione si può ottenere stoccando il materiale in file o in strati nel senso longitudinale (o intorno alla circonferenza) del deposito e prelevandolo poi per sezioni trasversali. Se il materiale proveniente dalla cava è abbastanza omogeneo, può essere stoccato e prelevato secondo criteri più semplici. Le materie prime da usare in quantità relativamente piccole, per esempio le aggiunte minerali, possono essere immagazzinate in sili o depositi. 13

4.3.2 Macinazione delle materie prime I componenti in alimentazione al mulino devono essere dosati con estrema cura, per ottenere una composizione chimica adeguata; questo è indispensabile per garantire sia un funzionamento regolare del forno, sia un prodotto di alta qualità. Dosare e proporzionare accuratamente i componenti è anche un importante fattore nell efficienza energetica del sistema di macinazione. Le attrezzature più usate, per dosare e proporzionare la carica di materie prime che viene immessa nei mulini, sono i nastri trasportatori alimentatori seguiti dai nastri trasportatori pesatori. Macinazione delle materie prime, processo a via secca o semi-secca Le materie prime, in proporzioni controllate, sono macinate e miscelate per formare una miscela omogenea avente l'opportuna composizione chimico-fisica. Per i processi a via secca e semisecca, i componenti delle materie prime sono macinati ed essiccati fino ad ottenere una polvere fine, recuperando principalmente i gas esausti del forno e/o i gas provenienti dal raffreddatore. Per le materie prime che hanno un contenuto di umidità relativamente elevato e per le fasi di avvio può essere necessario disporre di un generatore di gas caldi (fornello ausiliario) per fornire ulteriore calore. I sistemi di macinazione a via secca normalmente usati sono: - mulino tubolare, a scarico centrale; - mulino tubolare, a getto d aria; - mulino verticale a pista e rulli di forma tondeggiante; - mulino orizzontale a pista e rulli. La finezza e la distribuzione granulometrica del prodotto che esce dall impianto di macinazione è molto importante per il successivo processo di cottura. I valori richiesti di questi due parametri si ottengono regolando il separatore usato per classificare il prodotto lavorato nel mulino. La classificazione a via secca si esegue per mezzo di separatori ad aria. Le macchine dell ultima generazione, i separatori con gabbia a rotore, offrono diversi vantaggi, tra cui: - minore consumo energetico specifico del sistema di macinazione (minore produzione di fini); - maggiori quantità di materiale macinato (rendimento della separazione); - migliore distribuzione granulometrica e maggiore omogeneità del prodotto. Macinazione delle materie prime, processo a via umida o semi-umida La macinazione a via umida si usa solo in combinazione con un sistema forno a via umida o semiumida. I componenti del crudo vengono macinati con aggiunta di acqua, in modo da formare uno slurry. Per ottenere la finezza desiderata dello slurry, necessaria per ottemperare ai moderni requisiti di qualità, la soluzione principale è rappresentata dai sistemi di macinazione a circuito chiuso. Il processo a via umida è normalmente preferito quando si utilizzano materie prime con un tenore di umidità superiore al 20% in peso. Materie prime quali chalk, marna o argilla, che sono coesive e ad elevata umidità intrinseca, sono friabili e in una prima fase della preparazione possono essere macinate in un mulino di lavaggio. Il materiale in pezzatura viene immesso nel mulino di lavaggio insieme ad una certa quantità d acqua per essere ridotto a slurry per effetto di azioni di taglio e di urto impartite da lame rotanti. Una volta raggiunta la giusta finezza granulometrica, il materiale passa attraverso i vagli posti sulla parete del mulino e viene pompato al deposito di stoccaggio. Per ridurre lo slurry alla finezza desiderata, è di solito richiesta un ulteriore macinazione in un mulino tubolare, soprattutto se è necessario aggiungere altro materiale crudo, per esempio sabbia. Al fine di ridurre il consumo di combustibile del forno, l aggiunta dell acqua durante la macinazione delle materie prime viene controllata in modo da usarne la quantità minima per ottenere uno slurry con la densità e le caratteristiche di pompabilità richieste (32-40% d acqua in peso). Lo slurry può essere diluito con aggiunta di alcuni additivi chimici, così da ridurre il contenuto d acqua. 14

Omogeneizzazione e stoccaggio della farina cruda o dello slurry Per raggiungere la consistenza ottimale che la miscela del crudo deve avere prima di essere immessa in qualsiasi tipo di forno, la farina cruda o lo slurry che si ottengono dal processo di macinazione devono essere sottoposti ad un ulteriore trattamento di miscelazione/omogeneizzazione. La farina cruda è omogeneizzata e stoccata nei sili, mentre lo slurry in serbatoi o sili. La farina cruda viene trasportata ai sili nei quali sarà immagazzinata per mezzo di sistemi pneumatici e meccanici. I trasportatori meccanici richiedono, di solito, investimenti più elevati rispetto ai sistemi di trasporto pneumatico, ma hanno costi operativi molto più bassi. Il sistema oggi più diffuso è costituito da una combinazione di trasportatori con canalette ad aria o a coclea/catena con elevatore a tazze. 4.4 Stoccaggio e preparazione dei combustibili Diverse sono le tipologie di combustibili che possono essere utilizzati per fornire al processo il calore necessario. Per quanto riguarda i forni da cemento, tre sono i combustibili principalmente usati e precisamente (in ordine decrescente di importanza): - polverino di carbone e coke di petrolio; - olio combustibile denso; - gas naturale. Le ceneri dei combustibili solidi e liquidi sono costituite principalmente da composti di silice ed allumina. Questi, combinandosi con le materie prime in cottura, diventano parte del clinker; questo deve essere tenuto presente ai fini della determinazione del dosaggio delle materie prime; è, pertanto, auspicabile usare un combustibile che abbia un tenore di cenere costante, anche se non necessariamente basso. L industria europea del cemento usa principalmente coke di petrolio e carbone (carbone nero e lignite). Ragioni di costo precludono, di norma, l impiego del gas naturale o di olio, ma la scelta del combustibile dipende dalla situazione locale (per esempio, disponibilità di carbone nazionale). Tuttavia, date le temperature elevate e i lunghi tempi di permanenza nel sistema del forno, le possibilità che le sostanze organiche vengano distrutte sono considerevoli; ciò consente l impiego di una vasta gamma di combustibili meno costosi, soprattutto di diversi tipi di rifiuti. Per contenere al minimo le perdite di calore, i forni da cemento operano con livelli di eccesso di ossigeno ragionevolmente basso. Per tale motivo il combustibile deve essere dosato in modo molto uniforme e affidabile; inoltre, deve avere caratteristiche fisiche che consentano la combustione agevole e completa. Tali condizioni sono soddisfatte da tutti i combustibili liquidi e gassosi; per quanto riguarda l uso di combustibili solidi, dette condizioni possono essere soddisfatte solo se tramogge, nastri trasportatori e alimentatori sono progettati adeguatamente. Il combustibile principale deve essere costituito in prevalenza (65-85%) da materiale che brucia facilmente, mentre il restante 15-35% può essere alimentato sotto forma di materiale frantumato o grossolano. 4.4.1 Stoccaggio dei combustibili Il carbone ed il coke di petrolio si conservano come le materie prime; pertanto, in molti casi, in depositi coperti. Lo stoccaggio all aperto in grandi cumuli compattati è destinato alle scorte a lungo termine; i cumuli possono essere seminati a erba per prevenire l erosione dovuta all azione della pioggia e del vento. Nel caso dello stoccaggio all aperto, il drenaggio si è dimostrato problematico. Tuttavia, un rivestimento di calcestruzzo al di sotto del cumulo di materiale consente di raccogliere 15

e, successivamente, depurare l acqua di scarico. Una buona compattazione ed adeguata altezza del cumulo di materiale deve essere prevista con carbone contenente una percentuale relativamente elevata di componenti volatili, onde evitare il rischio di accensione spontanea, qualora lo stoccaggio si protraesse per lunghi periodi. Il polverino di carbone ed il coke di petrolio sono conservati esclusivamente nei sili. Per ragioni di sicurezza (per esempio, pericolo di esplosioni in conseguenza di fuochi senza fiamma e di scariche di elettricità statica), i sili devono consentire l estrazione continua della massa, oltre ad essere dotati di dispositivi di sicurezza standard. L olio combustibile si conserva in serbatoi verticali di acciaio, che generalmente sono isolati termicamente per mantenere un alto livello di temperatura che ne consente la pompabilità (50-60 C). I serbatoi possono inoltre essere dotati di punti di estrazione riscaldabili, in modo da mantenere localmente l olio alla giusta temperatura. Il gas naturale non viene stoccato nel cementificio. La rete di distribuzione nazionale ad alta pressione funge da impianto di stoccaggio del gas. 4.4.2 Preparazione dei combustibili I combustibili solidi vengono di solito preparati (frantumati, macinati e essiccati) sul posto. Il carbone ed il coke di petrolio sono ridotti in polvere fino a raggiungere quasi la finezza (residuo del 5-6% a 90µm) alla quale viene portata la farina negli impianti di macinazione, usando un attrezzatura simile a quella degli impianti di macinazione per le materie prime. La finezza del polverino di carbone è importante, in quanto se è troppo fine la fiamma può raggiungere temperature troppo elevate, mentre se è troppo grossolano la combustione può essere povera. I combustibili solidi scarsamente volatili o contenenti una bassa percentuale di componenti volatili vengono macinati più finemente. Se la quantità di aria calda dal forno o dal raffreddatore non è sufficiente per l essiccazione, si può ricorrere ad un fornello ausiliario. I tre tipi principali di sistemi di macinazione e frantumazione del carbone sono: - mulino tubolare, a getto d aria; - mulino verticale a pista e rulli o a sfere; - mulino ad urto. Il combustibile solido frantumato può essere immesso direttamente nel forno, ma nei moderni impianti viene di solito stoccato in sili, per consentire l uso di bruciatori termicamente più efficienti (combustione indiretta) che usano poca aria primaria. I sistemi per la frantumazione, lo stoccaggio ed alimentazione dei combustibili solidi devono essere progettati e gestiti in modo tale da prevenire il rischio di incendi o esplosioni. I requisiti fondamentali sono il controllo adeguato della temperatura dell aria e la prevenzione dell accumulo di materiale fine in punti morti esposti al calore. Relativamente all'olio combustibile, per facilitarne il dosaggio e la combustione, viene portato a 120-140 C, riducendo in tal modo la viscosità a 10-20 cst; parimenti, la pressione viene aumentata a 20-40 bar. Per il gas naturale, la pressione del gas viene portata da 30-80 bar del gasdotto a 3-10 bar della rete del cementificio; quindi, la pressione deve essere ulteriormente diminuita fino a raggiungere la pressione di alimentazione del bruciatore (circa 1 bar - sovrapressione). La prima riduzione della pressione si compie nella stazione di trasferimento del gas, dove viene misurato anche il consumo. Per evitare che l attrezzatura congeli in conseguenza dell effetto Joule-Thompson, il gas naturale viene preriscaldato prima che passi attraverso la valvola di riduzione della pressione. In alternativa, la pressione si può abbassare facendo passare il gas attraverso una turbina di espansione collegata ad un generatore di elettricità. In questo modo è possibile recuperare una parte dell energia necessaria per la compressione del gas. 16

4.4.3 Utilizzo di rifiuti come combustibile I rifiuti immessi attraverso il bruciatore principale vengono decomposti nella zona di combustione primaria, a temperature fino a 2000 C. I rifiuti immessi attraverso il bruciatore secondario, il preriscaldatore o il precalcinatore sono bruciati a temperature di circa 1000 C. Nella tab. 7 sono elencati i tipi di rifiuti usati più frequentemente come combustibili in Europa. Pneumatici usati Oli usati Fanghi di depurazione essiccati Gomma Residui della lavorazione Plastica del legno Carta RDF - CDR Solventi usati Tab. 7 Tipi di rifiuti usati come combustibili nell industria europea del cemento [Cembureau] I diversi tipi di rifiuti da usarsi come combustibili sono di solito preparati al di fuori del Cementificio dal Fornitore o da Ditte specializzate nel trattamento dei rifiuti. Ciò significa che essi devono essere solo stoccati presso il cementificio e quindi dosati per essere immessi nel forno. Poiché i rifornimenti di rifiuti idonei per essere usati come combustibili tendono a essere variabili, mentre il mercato dei rifiuti sta crescendo rapidamente, è consigliabile progettare impianti di stoccaggio/preparazione polifunzionali. 4.5 Cottura del clinker È la parte più importante del processo in termini di emissioni potenzialmente inquinanti, qualità e costo del prodotto. Nella cottura del clinker, la farina cruda (o lo slurry se il processo è a via umida) viene immessa nel forno rotante dove viene sottoposta a processo di essiccazione, preriscaldamento, calcinazione e sinterizzazione per produrre così il clinker. Questo viene dapprima raffreddato con aria e poi stoccato per l uso successivo. Nel processo di cottura del clinker è importante che le temperature della carica del forno oscillino intorno a 1400-1500 C e le temperature del gas siano di circa 2000 C. Inoltre, il clinker deve essere cotto in condizioni ossidanti. Di conseguenza, è necessario che nella zona di sinterizzazione del clinker ci sia un eccesso d aria. Il forno rotante fece la sua comparsa nell industria del cemento intorno alla fine del secolo XIX (1895) e da allora è diventato il fulcro di tutti i moderni impianti di produzione del clinker. Il forno a tino verticale si usa ancora per la produzione della calce, ma solo in alcuni paesi trova tuttora impiego per la produzione del clinker di cemento, e in tali casi solo negli impianti più piccoli. Fig. 4 Forno rotante lungo con catene funzionante a via umida [Rapporto Cembureau 1997] 17

I primi forni rotanti erano lunghi e lavoravano a via umida, come quello della fig. 4, dove il processo termico si svolge tutto nel forno stesso. Con l introduzione del procedimento a via secca, il processo è stato ottimizzato con l impiego di tecnologie che consentono di eseguire le procedure di essiccazione, preriscaldamento e calcinazione in un unico impianto fisso, anziché nel forno rotante. Il forno rotante consiste in un cilindro di acciaio con rapporto lunghezza/diametro di 10:1 e 38:1. Il cilindro, che è sostenuto da due-sette o più punti di supporto, ha un inclinazione del 2,5-4,5%; un motore fa ruotare il forno intorno al proprio asse ad una velocità di 0,5-4,5 giri/min. La combinazione dell inclinazione del cilindro e del movimento di rotazione fanno sì che il materiale si sposti lentamente lungo lo stesso. Per resistere agli altissimi picchi di temperatura che si raggiungono, tutto il forno è rivestito di mattoni resistenti al calore (refrattari). Tutti i forni lunghi, e anche alcuni corti, sono dotati di accessori interni (catene, crociere, camme) per una migliore trasmissione del calore. In relazione al processo e alle materie prime usate e ad altri fattori, sulla superficie interna del forno possono formarsi depositi temporanei di materiale. Questi prendono il nome di anelli e possono essere localizzati all estremità dell alimentazione (anelli di gesso), in prossimità della zona di sinterizzazione (anelli di clinker) o all estremità dello scarico del prodotto (anelli di cenere). Gli ultimi due tipi di anelli possono staccarsi all improvviso facendo fuoriuscire dal forno un flusso di materiale caldo, di qualità scadente, che normalmente viene poi riciclato. Depositi di materiale possono formarsi anche nei cicloni e nelle griglie dei forni con preriscaldatore, con conseguente interruzione del funzionamento del sistema. Avvio del forno Il combustibile introdotto attraverso il bruciatore primario genera la fiamma principale, che arriva a temperature dell ordine di 2000 C. Per ragioni legate all ottimizzazione del processo, la fiamma deve essere, entro certi limiti, regolabile. In un moderno bruciatore ad alimentazione indiretta, la fiamma è modellata e regolata dall aria primaria (10-15% dell aria di combustione totale). Teoricamente, il combustibile può essere immesso nel forno nei seguenti modi: - attraverso il bruciatore principale sito all estremità dello scarico del forno rotante; - attraverso uno scivolo di alimentazione posto nella camera di transizione all estremità d ingresso del forno rotante (per combustibili in pezzi); - attraverso bruciatori secondari sul condotto ascendente; - attraverso bruciatori di precalcinazione nel precalcinatore; - attraverso uno scivolo di alimentazione verso il precalcinatore (per combustibili in pezzi); - attraverso una valvola mediana del forno nel caso di forni lunghi a via umida e a via secca (per combustibili in pezzi). Gli impianti alimentati a carbone/coke di petrolio sono normalmente ad alimentazione indiretta, cioè operano con attrezzature di stoccaggio e dosaggio del polverino. Se la viscosità e la pressione lo consentono, l olio combustibile viene immesso nel forno attraverso un ugello nebulizzatore, così da formare la fiamma principale, che viene regolata prevalentemente tramite bruciatori a più canali per l aria primaria (con al centro la testa del nebulizzatore dell olio). Anche i bruciatori per il gas naturale sono progettati in conformità al principio del multicanale, in modo che il gas possa sostituire non solo il carbone o l olio, ma anche l aria primaria. 4.5.1 Forni rotanti lunghi I forni rotanti lunghi (fig. 5) possono essere alimentati con slurry, biscotti filtrati in pezzi, noduli o farina secca e, quindi, sono adatti per tutti i processi. I forni lunghi più grandi, che possono misurare anche oltre 200 m di lunghezza, hanno un rapporto lunghezza/diametro di 38:1. Questi enormi sistemi producono circa 3.600 t/giorno applicando il processo a via umida (Belgio, USA, ex URSS). I forni rotanti lunghi sono progettati per essiccare, preriscaldare, calcinare e sinterizzare, in modo che si renda necessario integrare il sistema solo con l alimentazione e il raffreddamento. La 18

parte superiore dei forni lunghi è dotata di schermi a catena e di impianti fissi in modo da migliorare la trasmissione di calore. I forni a via umida, in uso fin dal 1895, sono i più vecchi forni rotanti utilizzati per la produzione del clinker; inizialmente le materie prime venivano preparate a via umida, in quanto l omogeneizzazione era più semplice con materiale liquido. La carica di un forno a via umida contiene tipicamente il 32-40% d acqua, che è necessaria per mantenere le caratteristiche liquide della carica. L acqua viene, quindi, fatta evaporare nella zona di essiccazione specificamente progettata, nella sezione aperta del forno, nella quale si usa una percentuale significativa del calore prodotto dalla combustione. Questa tecnologia è caratterizzata da un elevato consumo di calore, con conseguente emissione di alte quantità di gas esausti e di vapore acqueo. I forni rotanti lunghi si sono sviluppati negli Stati Uniti, mentre, in Europa, a causa dell elevato consumo di combustibile, sono poche le installazioni di questo tipo. ALIMENTAZIONE FARINA DOSATORE GRANULATORE BRUCIATORE PRINCIPALE ALL IMPIANTO DI FILTRAZIONE RAFFREDDATORE CLINKER Fig. 5 Forno lungo 4.5.2 Forni rotanti con preriscaldatore I forni rotanti dotati di preriscaldatore hanno tipicamente un rapporto lunghezza/diametro compreso tra 10:1 e 17:1. Il preriscaldatore può essere di due tipi, a griglia oppure in sospensione. La tecnologia dei preriscaldatori a griglia Il preriscaldatore a griglia, meglio noto forse come forno Lepol (fig. 6), fu inventato nel 1928. Esso rappresentava il primo approccio allo sviluppo di parte del processo di clinkerizzazione in un impianto fisso esterno al forno. Questa soluzione consentiva di ridurre la lunghezza del forno rotante, diminuendo in tal modo anche le perdite di calore e accrescendo il rendimento energetico. 19

Nei preriscaldatori a griglia (fig. 6) i noduli ricavati dalla farina cruda tramite apposito disco (processo a via semi-secca) o dai biscotti filtrati dallo slurry tramite estrusore (processo a via semiumida) vengono immessi su una griglia orizzontale attraverso un tunnel chiuso. Questo è suddiviso in una camera per il gas caldo e un altra per l essiccazione, suddivise da un divisorio avente un apertura per la griglia. Un ventilatore attira i gas esausti dal forno verso la parte superiore del preriscaldatore, attraverso lo strato di noduli della camera per il gas caldo e, quindi, attraverso i cicloni del collettore intermedio di raccolta della polvere. I cicloni rimuovono le particelle di polvere più grosse, che altrimenti usurerebbero il ventilatore. Il ventilatore successivo attira il gas alla sommità della camera di essiccazione, attraverso lo strato umido dei noduli e infine lo espelle nel collettore per la polvere. Per raggiungere un rendimento termico ottimale, i preriscaldatori a griglia che lavorano a via semi-umida possono essere attrezzati con sistemi per il gas a triplo passaggio, mentre l aria esausta del raffreddatore viene usata per essiccare il crudo. Il gas esausto del forno rotante entra nel preriscaldatore alla temperatura di 1000-1100 C. Attraversando lo strato di materiale che incontra nella camera del gas caldo, il gas esausto si raffredda fino a 250-300 C, per uscire quindi dalla camera di essiccazione a 90-150 C. Il materiale da cuocere raggiunge una temperatura di circa 150 C nella camera di essiccazione e di 700-800 C nella camera di calcinazione. ALIMENTAZIONE FARINA DOSATO RE CAMINO AUSILIARIO GRANULATORE COMBU STIB ILE BRUCIATORE SECONDARIO GRIG LIA BRUCIATORE PRIMARIO CA MIN O CAM ERA DI CAM ERA DI ESSICCAZIONE CAL CINAZIONE FORNO ROTANTE FILTRO A MANICHE ZONA DI SINTERIZZAZIONE PRECI PITATORE ELETTROSTA TI CO ZONA DI CA LCINAZIONE POLVERI DALLA GRIGLIA CLIN KER RA FFREDDATORE CLI NKER Fig. 6 Forno a griglia Lepol Il preriscaldatore in sospensione L invenzione del preriscaldatore in sospensione risale ai primi anni trenta e rappresentò un importante evoluzione del processo di clinkerizzazione. La farina cruda essiccata (processi a via secca/semi-umida) viene preriscaldata ed anche parzialmente calcinata, mentre è tenuta in sospensione con i gas caldi provenienti dal forno. Una superficie di contatto notevolmente più ampia permette uno scambio termico completo ed efficace. Sono disponibili diversi sistemi di preriscaldatori in sospensione. Gli stadi dei cicloni sono usualmente in numero compreso tra quattro e sei e sono disposti uno sull altro a formare una torre di altezza variabile tra 50 e 120 m. lo stadio in posizione più elevata può essere costituito da due 20

cicloni paralleli per una migliore separazione della polvere. Il gas esausto proveniente dal forno fluisce attraverso i vari cicloni dal basso verso l alto. La farina cruda finemente macinata si mescola con il gas esausto in controcorrente; essa è separata dal gas nei cicloni e si ricongiunge ad esso prima dello stadio di cicloni successivo. Questa procedura si ripete per ogni stadio finché il materiale viene scaricato dall ultimo ciclone nel forno rotante. Questo processo ciclico di miscelazione, separazione e rimescolamento avviene a temperatura elevata per ottimizzare lo scambio termico. Il preriscaldatore a cicloni a quattro stadi Il forno con preriscaldatore a cicloni a quattro stadi rappresentava lo standard tecnologico negli anni settanta, quando furono costruiti molti impianti con capacità dell ordine di 1.000-3.000 t/giorno. Il gas esausto, con temperatura di circa 330 C, viene di norma utilizzato per essiccare le materie prime in alimentazione al mulino crudo. Quando la farina entra nel forno rotante, la calcinazione è già completata per circa il 30%. I preriscaldatori a quattro stadi possono avere problemi in presenza di eccessive quantità di sostanze volatili (cloruri, zolfo, alcali), derivanti dalla farina o dal combustibile; infatti, cicli produttivi molto ricchi di tali sostanze formano depositi sulle pareti dei cicloni e delle condotte, che spesso sono causa di ostruzioni, le quali bloccano il funzionamento del forno per diversi giorni. Il problema viene risolto con un by-pass del gas del forno, vale a dire con l estrazione della parte della corrente gassosa carica di particelle che esce dal forno, in modo che questa superi il sistema dei cicloni. Il gas del by-pass viene raffreddato per condensare gli alcali e, quindi, convogliato verso il depolveratore prima di essere scaricato. Mentre in particolari zone geografiche, per controllare il livello degli alcali nel clinker, la polvere di by-pass e parte delle polveri del forno devono essere avviate a discarica, in tutti gli altri casi questi materiali vengono reimmessi nel processo produttivo. Quasi tutti i preriscaldatori in sospensione a quattro stadi funzionano con forni rotanti a tre supporti. Questa è stata la configurazione standard fino al 1970. Forni di 3,5-6 m di diametro sono stati costruiti con rapporto lunghezza/diametro compreso tra 13:1 e 16:1. Più semplici dal punto di vista meccanico rispetto ai forni lunghi a via umida e secca, essi costituiscono il tipo di forno forse più usato al giorno d oggi. Fig. 7 Rappresentazione schematica di diversi preriscaldatori [Ullmann, 1986] 21

4.5.3 I forni rotanti con preriscaldatore e precalcinatore La precalcinazione è stata introdotta negli anni '70; questa tecnologia prevede che l immissione del calore sia suddivisa in due punti. La combustione primaria del combustibile deve avvenire nella zona di combustione del forno (testata); la combustione secondaria avviene in una camera di combustione posta tra il forno rotante e il preriscaldatore. In un tipico forno con preriscaldatore, in questa camera può essere bruciato fino al 60% di tutto il combustibile. Quest energia viene sfruttata fondamentalmente per la calcinazione della farina cruda, che è così quasi completamente calcinata quando entra nel forno. L aria calda per la combustione nel calcinatore viene convogliata dal raffreddatore. Il materiale esce dal calcinatore ad una temperatura di circa 870 C. La fig. 8 illustra il procedimento con riferimento a un forno con preriscaldatore in sospensione. Per un forno rotante di determinate dimensioni, la precalcinazione accresce la capacità produttiva di clinker. I sistemi dei forni con preriscaldatore a cinque stadi e precalcinatore sono considerati la tecnologia standard per i nuovi impianti a via secca. La dimensione di un nuovo impianto dipende in primo luogo dai prevedibili sviluppi del mercato, ma anche dalle economie di scala. La capacità produttiva dei nuovi impianti in Europa oscilla oggi da 3.000 a 5.000 t/giorno. Tecnicamente sono possibili impianti più grandi con capacità produttive fino a 15.000 t/giorno, e tre forni da 10.000 t/giorno sono attualmente in esercizio sul mercato asiatico. I primi sistemi con precalcinatore avevano solo quattro stadi di preriscaldamento e, di conseguenza, la temperatura del gas esausto ed il consumo del combustibile erano più elevati. Laddove l umidità delle materie prime è modesta, i preriscaldatori a sei stadi sono la tecnologia di elezione, soprattutto se associati ai depolveratori costituiti da filtri a tessuto. In presenza di quantità eccessive di sostanze volatili in alimentazione, è indispensabile un by-pass del gas del forno, al fine di garantire il funzionamento continuo dell impianto. Tuttavia, per le diverse caratteristiche di flusso del gas, un by-pass installato nei forni con precalcinatore è molto più efficiente di quello installato nei forni direttamente collegati con un preriscaldatore. Nonostante che la farina immessa nel forno sia calcinata per il 75-95%, la maggior parte dei forni con precalcinatore è ancora equipaggiata con forno rotante provvisto di zona di calcinazione, ossia con un rapporto lunghezza/diametro di 13:1-16:1, come nel caso dei forni direttamente collegati al preriscaldatore. ALIMENTAZIONE FARINA EFFLUENTI DA TORRE FORNO E RAFFREDDATORE CLINKER IMPIANTO DI FILTRAZIONE BRUCIATORE PRECALCINATORE ARIA TERZIARIA BRUCIATORE PRINCIPALE ALL IMPIANTO DI FILTRAZIONE SCAMBIATORE TERMICO A CICLONI FORNO ROTANTE RAFFREDDATORE CLINKER Fig. 8 Forno a cicloni 22

4.5.4 I gas esausti del forno In tutti i sistemi di cottura i gas esausti vengono convogliati in un dispositivo antinquinamento (filtro elettrostatico o a tessuto), che trattiene la polvere prima dell'immissione in atmosfera. Nei processi a via secca, i gas esausti hanno una temperatura relativamente alta e normalmente forniscono calore per il mulino del crudo, quando questo è in funzione (marcia combinata). Se il mulino del crudo non è in esercizio (marcia diretta), i gas vengono raffreddati spruzzando acqua in una torre di condizionamento prima di inviarli nei presidi tecnici di filtrazione, al duplice scopo di ridurne il volume e di migliorarne le caratteristiche di precipitazione (resistività polveri). Disinnesto del sistema per la presenza di CO Il monossido di carbonio può svilupparsi da qualsiasi componente organico presente nelle materie prime ed, a volte, anche in caso di combustione incompleta del combustibile. La quota proveniente dal preriscaldamento delle materie prime viene eliminata con i gas del forno. Il costante controllo dei livelli di CO è critico per i forni da cemento che impiegano elettrofiltri, poichè si deve garantire che le concentrazioni siano tenute ben al di sotto del più basso limite esplosivo. Se la concentrazione di CO nei precipitatori elettrostatici aumenta (fino allo 0,5% in volume), allora il sistema elettrico viene fatto scattare (viene spento), così da ridurre il rischio di esplosioni; ciò produce una rilevante emissione di particolato non filtrato dal forno. Il fenomeno di disinserimento dei filtri per il CO può essere causato anche da un funzionamento instabile del sistema di combustione. Questo si può verificare, talvolta, quando si usano combustibili solidi; pertanto i sistemi di alimentazione dei combustibili solidi devono essere progettati in maniera tale da prevenire il sovraccarico del combustibile nel bruciatore. Il tenore di umidità dei combustibili solidi costituisce un fattore particolarmente importante, da questo punto di vista, e deve essere tenuto sotto rigorosa sorveglianza al fine di prevenire l interruzione o l arresto dei sistemi di preparazione e alimentazione del combustibile. 4.5.5 I raffreddatori del clinker Il raffreddatore del clinker è parte integrante della linea di cottura ed influisce in misura determinante sul rendimento e sull economicità dell impianto. Il raffreddatore ha una duplice funzione: recuperare quanto più calore possibile dal clinker caldo (1450 C) per restituirlo al processo e ridurre la temperatura del clinker ad un livello adeguato per le apparecchiature che si trovano a valle. Il calore viene recuperato preriscaldando l aria usata per la combustione principale e secondaria, fino ad avvicinare, quanto più possibile, il limite termodinamico. Tuttavia, a ciò si oppongono le alte temperature, l estrema abrasività del clinker e l ampiezza del suo fuso granulometrico. Un rapido raffreddamento fissa la composizione mineralogica del clinker per migliorarne la macinabilità e ottimizzare le caratteristiche di reattività del cemento. I problemi che tipicamente si hanno con i raffreddatori del clinker sono l espansione termica, l usura, l inadeguatezza del flusso d aria e l insufficiente disponibilità, che lavorano contro i predetti requisiti. Due sono i tipi principali di raffreddatore, quello rotante e quello a griglia. I raffreddatori rotanti Raffreddatore tubolare Questo raffreddatore applica lo stesso principio dei forni rotanti, ma per uno scambio termico inverso. Allo scarico del forno, spesso in una configurazione inversa, sotto il forno, è installato un secondo tubo rotante con un autonomo movimento. Dopo lo scarico del forno, il clinker attraversa una condotta di transizione prima di entrare nel raffreddatore, che è dotato di sollevatori, i quali disperdono il prodotto nel flusso d aria. Il flusso dell aria di raffreddamento è determinato dall aria richiesta per la combustione del combustibile. A prescindere dalla velocità, solo i dispositivi interni 23

possono influire sul rendimento del raffreddatore. L ottimizzazione dei sollevatori deve tenere conto dello scambio termico (modello di dispersione) che avviene con i cicli della polvere che torna al forno. Raffreddatore a satelliti Il raffreddatore a satelliti è un particolare tipo di raffreddatore rotante. Più tubi raffreddatori tipicamente 9-11 sono collegati al forno all estremità di scarico. Il clinker caldo entra attraverso le aperture disposte circolarmente sul mantello del forno in ogni punto in cui è collegato un tubo di raffreddamento. La quantità dell aria di raffreddamento è determinata dall aria necessaria per la combustione del combustibile; essa entra in ogni tubo dall estremità dello scarico, consentendo così uno scambio termico in controcorrente. Come per il raffreddatore tubolare, i dispositivi interni per sollevare e disperdere il clinker sono essenziali. Non ci sono parametri operativi variabili. Usura elevata e shock termico, insieme ai cicli delle polveri, significano temperature di uscita del clinker elevate e, talvolta, livelli subottimali di recupero del calore. La temperatura di uscita del clinker può essere ulteriormente ridotta solo iniettando acqua nei tubi del raffreddatore oppure sul mantello. Essendo praticamente impossibile estrarre l aria terziaria, il raffreddatore a satelliti non è adatto alla precalcinazione. La combustione secondaria fino al 25% del combustibile è, tuttavia, possibile nella zona più elevata del forno. I raffreddatori a griglia Nel raffreddatore a griglia, il raffreddamento si ottiene facendo salire una corrente d aria e facendola passare attraverso uno strato di clinker (letto di clinker) posato su una griglia permeabile all aria. Per trasportare il clinker si possono usare griglie mobili o griglie con movimento alternativo (gradini con bordi spingenti). L aria calda proveniente dalla zona a valle del raffreddatore non viene utilizzata per la combustione, ma è disponibile per l essiccazione, ad esempio, di materie prime, aggiunte per cemento o carbone. Se non viene usata per l essiccazione, quest aria esausta del raffreddatore deve essere opportunamente depolverata. Raffreddatori a griglia mobile In questo tipo di raffreddatore, il clinker è trasportato per mezzo di una griglia mobile, che ha la stessa configurazione della griglia dei preriscaldatori (Lepol). Alcuni ventilatori immettono l aria di raffreddamento nei compartimenti che si trovano al di sotto della griglia. Questa configurazione consente di non interferire con lo strato del clinker (non ci sono gradini) ed, inoltre, di sostituire la griglia senza arrestare il forno. Per la sua complessità meccanica e per lo scarso recupero del calore dovuto al limitato spessore del letto (per la difficoltà di avere una tenuta efficace tra griglia e pareti), questa configurazione non viene più applicata nei nuovi impianti fin dal 1980. Raffreddatore tradizionale a griglia alternata In questo tipo di raffreddatore, il trasporto del clinker avviene spingendo gradualmente il letto di materiale con la parte anteriore delle file alternate di griglie. Il moto relativo della parte anteriore è prodotto da azionamenti idraulici o meccanici (alberi a manovella) collegati a file alternate. Solo il clinker si sposta dall estremità dell ingresso all estremità dello scarico, ma non le griglie. Le griglie sono di acciaio colato termoresistente e sono larghe normalmente 300 mm; esse hanno dei fori per il passaggio dell aria. L aria di raffreddamento è soffiata da alcuni ventilatori a 300-1000 mmwg attraverso compartimenti che si trovano al di sotto della griglia. I compartimenti sono separati l uno dall altro in modo da mantenere il livello di pressione. Si distinguono due zone di raffreddamento: 24

- la zona di recupero, che usa l aria calda di raffreddamento per la combustione del bruciatore principale (aria secondaria) e del combustibile per il precalcinatore (aria terziaria); - la zona a valle del raffreddamento, dove un ulteriore volume di aria raffredda il clinker a più basse temperature. Gli impianti più grandi in esercizio hanno una superficie attiva di circa 280 m 2 e raffreddano 10.000 t/giorno di clinker. I classici problemi di questi raffreddatori sono segregazione e distribuzione non uniforme del clinker con conseguente squilibrio aria-clinker, fluidificazione delle parti fini del clinker (fiume rosso) e anche formazione di incrostazioni, nonché un ciclo di vita più corto delle griglie. Raffreddatore moderno a griglie alternate I moderni raffreddatori a griglie alternate furono introdotti e sviluppati intorno al 1983. Lo scopo della configurazione era quello di risolvere i problemi che si erano posti con i raffreddatori tradizionali, avvicinandosi in tal modo ad ottimizzare lo scambio termico ed, al tempo stesso, avere un apparecchiatura più compatta, con un ridotto volume d aria di raffreddamento e sistemi di depolverazione di dimensioni più contenute. Le caratteristiche della moderna tecnologia dei raffreddatori sono (a seconda del fornitore): - griglie di moderna concezione con incorporato dispositivo per le cadute di pressione, variabili o permanenti, permeabili all aria ma non al clinker; - aerazione forzata delle griglie attraverso condotte e canali; - zone di aerazione regolabili singolarmente; - ingresso fisso; - minor numero di griglie, più larghe; - frantoio a rulli; - scudi termici. 25

4.6 Recupero di rifiuti e biomasse nel ciclo di produzione del cemento Nel ciclo di produzione del cemento, conformemente alle vigenti disposizioni normative nazionali e comunitarie, si possono utilizzare e valorizzare sostanze e materiali derivanti da altri processi produttivi e di consumo, sia come apportatori di materia, sia come combustibili di sostituzione, contribuendo alla soluzione delle problematiche dello smaltimento dei rifiuti e senza concausare alcun impatto ambientale negativo all interno e/o all esterno dell Unità Produttiva. Le materie prime tradizionali possono, quindi, essere parzialmente sostituite da materiali residuali, ottenendo un triplice positivo risultato: - riduzione delle quantità di rifiuti destinati allo smaltimento in discarica e/o esportati, con costi elevati a carico della collettività e con soluzioni spesso inaccettabili sotto il profilo ambientale; - valorizzazione dei materiali residuali con risparmio di risorse naturali, senza provocare emissioni in atmosfera diverse (in qualità e quantità) da quelle normalmente ascrivibili al ciclo di produzione del cemento; - riduzione dell uso di materie prime e di combustibili di origine naturale, perseguendo nel contempo obiettivi di economia produttiva. Si deve peraltro evidenziare che il minor costo dei rifiuti rispetto ai corrispondenti componenti tradizionali, solitamente riscontrabile nel caso di utilizzo di rifiuti, non significa un automatico e conseguente decremento dei costi di produzione; infatti, nel bilancio economico complessivo, si deve tener conto che l impiego di rifiuti in cementeria, soprattutto se destinati al recupero energetico, comporta sia la realizzazione di idonei impianti di ricevimento, stoccaggio e movimentazione, l esecuzione di sistematiche caratterizzazioni analitiche e monitoraggi delle emissioni, sia un peggioramento, seppur minimo, della produttività e dei consumi specifici. Gli impianti per la produzione di cemento operano in condizioni termiche e chimiche tali da garantire lo smaltimento sicuro con termovalorizzazione di numerosi tipi di biomasse e rifiuti. Che tuttavia necessitano di adeguati controlli e/o certificazioni sulle caratteristiche energetiche e chimico fisiche. Il Ministero dell Ambiente e Tutela del territorio di concerto con il Ministero dell Industria, sentite le Regioni e l AITEC, individuerà i soggetti che potranno svolgere tale servizio. 4.6.1 Recupero di materia L attività di riutilizzo, nel ciclo di fabbricazione del cemento, di materiali residuali derivanti da altri processi produttivi e di consumo, viene incentivata anche con il ricorso a procedure autorizzative semplificate (cfr cap. V Titolo I del DLg 22/97) nel pieno rispetto di specifiche norme tecniche, che definiscono, in modo univoco, i materiali recuperabili e, per ciascuna tipologia, le caratteristiche del rifiuto, la sua provenienza, le attività produttive in cui può avvenire il recupero, le condizioni di esercizio degli Impianti riutilizzatori, le caratteristiche merceologiche del prodotto ottenuto da questi processi produttivi. Quindi, nell ambito dell attività principale della produzione cemento, possono essere effettuate le operazioni di messa in riserva (R 13) (stoccaggio provvisorio) e di recupero (R 5) di rifiuti non pericolosi (quali scaglie di laminazione, allumina, gessi chimici, ceneri volanti, ecc..) utilizzabili sia nella miscela generatrice per la produzione del clinker (come fondenti e/o come equilibratori della composizione chimica della farina), sia come correttivi nella produzione del cemento, in parziale sostituzione del clinker e delle materie prime (calcare, marna, gesso, pozzolana,.), evitando il depauperamento delle cave e/o lo smaltimento in discarica con conseguenti impatti ambientali negativi. La quantità di materiali residuali riutilizzati è funzione della loro disponibilità, delle caratteristiche delle materie prime tradizionali e dei tipi di cementi prodotti; è, comunque, un utilizzo normale e consolidato nel settore cemento e da anni previsto anche dalla norma UNI EN 197/1, che definisce i requisiti dei leganti idraulici (norma tecnica di prodotto). In relazione alle caratteristiche chimico-fisiche ed alle ridotte percentuali di impiego, il recupero come materia di questi rifiuti non pericolosi non comporta alcuna variazione quali-quantitativa delle emissioni potenzialmente inquinanti rispetto alle normali condizioni di esercizio con le materie prime tradizionali, né variazioni delle caratteristiche merceologiche dei cementi prodotti. 26

4.6.2 Recupero energetico Tenendo conto che l energia termica rappresenta l onere più rilevante per tutte le fasi del processo di produzione del cemento, l impiego di combustibili non convenzionali offre una valida alternativa, in una logica di sviluppo produttivo e di compatibilità ambientale. In questo contesto, possono infatti essere valorizzati materiali residuali con contenuto energetico importante, riducendo in modo significativo l utilizzo di combustibili costosi, non rinnovabili e, contemporaneamente, smaltendo senza significativi impatti sull ambiente sottoprodotti che oggi vengono in gran parte destinati alla discarica, oppure inceneriti all estero con costi elevati. Le principali tipologie di combustibili alternativi utilizzati nei forni da cemento in Europa e USA sono rappresentate da olii esausti ed emulsioni oleose, solventi organici, pitture, vernici, colle e similari, CDR Combustibile Derivato da Rifiuti, plastiche e resine non clorurate, pneumatici, gomme, farine animali La valorizzazione e lo smaltimento dei rifiuti, derivanti da altri processi produttivi, permette di garantire il più corretto equilibrio fra ambiente ed insediamenti produttivi ed è pienamente coerente con i principi dello sviluppo sostenibile (Agenda 21 e Conferenza di Rio giugno 1992) e con gli obiettivi della riduzione dei gas serra (Accordo di Kyoto dicembre 1997). L attività in oggetto si identifica come operazione di recupero energetico di rifiuti, essendo gli stessi utilizzati come combustibili destinati a produrre energia termica in un processo industriale (forno di cottura clinker), in co-combustione con i combustibili tradizionali (carbone fossile, coke e/o o.c.d.). Questo impiego consente, infatti, il risparmio di una quota percentuale di fonti non rinnovabili, con sostituzione del fabbisogno calorico apportato dal carbone. Le caratteristiche tecnologiche dei forni da cemento italiani potrebbero consentire il recupero energetico di waste fuels, con percentuali simili a quelle registrate da Germania (31%) e Francia (30%). Il ciclo produttivo del cemento per le sue caratteristiche tecniche e termiche recupera i rifiuti in piena sicurezza, come è riconosciuto dalla letteratura specializzata, non produce rifiuti, controlla rigorosamente le proprie emissioni atmosferiche, non usa e non inquina le acque e distrugge o ingloba, senza pericoli di rilascio, gli inquinanti eventualmente presenti nei rifiuti. Le garanzie di protezione ambientale connesse al recupero energetico di rifiuti nel forno di cottura sono basate sulle caratteristiche del forno, identificabile come un vero e proprio reattore chimico, regolato da specifiche condizioni termocinetiche e da peculiari parametri di esercizio, quali altissime temperature (> 1600 C), elevato tenore di ossigeno, lunghi tempi (> 20 sec) di contatto tra materiale e gas esausti, forte turbolenza dei fumi ed ambiente basico. Queste peculiarità impiantistiche differenziano univocamente il Forno da cemento dagli Impianti di Incenerimento e Trattamento rifiuti, dovendosi riconoscere in tale dizione i soli Impianti che svolgono esclusivamente ed istituzionalmente a titolo professionale questa attività e non già gli Impianti Industriali di diversa natura ed oggetto, che utilizzano rifiuti come co-combustibile. Le valutazioni di carattere ambientale e l analisi dei risultati delle misure emissive, eseguite sui forni di cottura Italiani e su impianti similari di Cementifici Europei ed Americani, durante l impiego dei predetti combustibili alternativi, caratterizzati da composizioni chimico-fisiche simili a quelle dei combustibili tradizionali, evidenziano l assenza di significative variazioni quali-quantitative delle emissioni potenzialmente inquinanti e di modifiche alle caratteristiche merceologiche del prodotto, rispetto alle condizioni di esercizio con combustibili tradizionali. Qualora, invece, questi materiali residuali venissero distrutti in un Inceneritore, si avrebbe una produzione di emissioni supplementari, che si sommerebbero a quelle proprie del forno da cemento, oltre ad un ulteriore quota di rifiuti da smaltire, costituiti dalle ceneri residue della combustione (Fig. 10) 27

Fig. 9 Profili di temperatura e tempi di permanenza dei gas e del materiale in un forno a cicloni Fig. 9 Profili di temperatura e tempi di permanenza dei gas e del materiale in un forno a cicloni Grazie alle peculiari ed intrinseche capacità del processo tecnologico, precedentemente descritte ed all efficienza ed affidabilità dei presidi tecnici di abbattimento, vengono rispettati i valori limite di emissione previsti dalla normativa oggi vigente; questi limiti, durante il recupero dei rifiuti, sono più restrittivi di quelli autorizzati ai sensi del DPR 203/88, a causa della riduzione delle concentrazioni consentite di polveri, SO 2, NO 2, HCl, HF, COT,., conseguenti al calcolo dei limiti ponderali. 28

Fig. 10 Emissioni Inoltre, il forno di cottura è dotato dei più efficienti ed efficaci presidi tecnici previsti, quali monitoraggio continuo di temperatura, CO, O 2, SO 2, NO 2, HCl, COT e polveri nell effluente gassoso ed idonei sistemi di filtrazione ed abbattimento dei gas acidi prodotti dalla combustione (grazie alla miscela basica presente nel processo di cottura, all intimo contatto di questa con i fumi acidi della combustione ed alle favorevoli condizioni e fenomeni di chemi-adsorbimento ed adsorbimento fisico). Nel prossimo futuro, il recepimento della Direttiva 2000/76/CE- Incenerimento di rifiuti comporterà una serie di misure primarie di adeguamento ai severi limiti di emissione previsti per il coincenerimento di rifiuti nel forno di cemento, con rilevanti investimenti soprattutto per assicurare il costante rispetto delle concentrazioni di polveri e soprattutto di NO 2. 29

4.7 Macinazione e stoccaggio del cemento 4.7.1 Stoccaggio del clinker Il clinker e gli altri costituenti del cemento sono stoccati nei sili o in capannoni chiusi. I sistemi più comuni di stoccaggio del clinker sono: - depositi longitudinali con scarico per gravità (riserve limitate); - depositi circolari con scarico per gravità (riserve limitate); - sili di stoccaggio (riserve ingenti); - cupole di stoccaggio (riserve limitate). 4.7.2 Macinazione del clinker Il cemento portland si produce macinando insieme clinker e solfati, quali gesso e anidrite. I cementi di miscela (cementi compositi) contengono altri costituenti, quali scorie d altoforno granulate, pozzolane naturali o artificiali, calcare o cariche inerti; questi vengono macinati insieme al clinker, dopo una eventuale preventiva essiccazione e/o macinazione separata. Gli impianti di macinazione possono essere localizzati al di fuori degli impianti di produzione del clinker. Il tipo di processo di macinazione dipende dal tipo di cemento che si desidera produrre; di particolare importanza, sono la macinabilità, l umidità e le caratteristiche abrasive dei componenti utilizzati. La maggior parte dei mulini lavora a circuito chiuso, vale a dire, può separare il cemento della finezza richiesta dal materiale macinato e riciclare nel mulino il materiale grossolano. Dosaggio e proporzionamento della carica del mulino L accuratezza e l affidabilità del dosaggio e del proporzionamento dei componenti la carica del mulino (in base al peso) sono molto importanti per mantenere un alto rendimento energetico del sistema di macinazione. Il dispositivo principale di dosaggio e proporzionamento della carica dei mulini è il nastro pesatore di alimentazione. Macinazione del cemento Data la varietà dei tipi di cemento richiesti dal mercato, i sistemi di macinazione più diffusi sono quelli dell ultima generazione dotati di separatore dinamico ad aria. I sistemi di macinazione del cemento più usati sono i seguenti: - mulini tubolari, a circuito chiuso (le aggiunte minerali sono piuttosto limitate, se non asciutte o preessiccate); - mulini verticali a pista e rulli (più adatti per separare quantità elevate di aggiunte minerali in virtù del loro potere essiccante, per la macinazione separata delle aggiunte minerali); - presse a rulli (le aggiunte minerali sono piuttosto limitate, se non sono asciutte o preessiccate). Il principio di funzionamento dei mulini verticali a pista e rulli si basa sull azione di 2-4 rulli di macinazione supportati da bracci a cerniera che si muovono su un piano, o vasca, di macinazione orizzontale. Si tratta di sistemi di macinazione particolarmente adatti per la contemporanea macinazione ed essiccazione delle materie prime o dei correttivi, in quanto i mulini di questo tipo sono in grado di lavorare materiali con percentuali di umidità relativamente elevate. Il tempo di permanenza dei materiali nel mulino deve essere abbastanza breve, così da prevenire la preidratazione del clinker di cemento. 30

Uno sviluppo più recente nel campo della macinazione del cemento è rappresentato dai mulini orizzontali a pista e rulli, costituiti da un guscio orizzontale corto poggiante su cuscinetti idrodinamici o idrostatici. Il guscio è azionato da un cambio circolare. All interno del guscio si trova un rullo orizzontale che è libero di ruotare e può essere pressato idraulicamente contro il guscio. Il materiale da macinare viene immesso attraverso una o entrambe le estremità del guscio, e passa più volte tra il rullo e il guscio. Il materiale frantumato che esce dal mulino viene trasportato al separatore, mentre la frazione grossolana ritorna al mulino. Macinazione delle aggiunte minerali Le aggiunte minerali (costituenti secondari) sono macinate solitamente insieme al clinker ed al gesso. La decisione di macinarle separatamente dipende fondamentalmente dai seguenti fattori: - percentuale di aggiunte minerali presente nel prodotto finale e nella produzione del cemento nel suo insieme; - disponibilità di un eventuale mulino di ricambio; - esistenza di una notevole differenza tra la macinabilità del clinker e quella delle aggiunte minerali; - tenore di umidità delle aggiunte minerali. Qualora si renda necessaria la macinazione preliminare delle aggiunte minerali, si possono usare sistemi di essiccazione che sfruttano i gas esausti del forno e/o l aria recuperata dal raffreddatore o una fonte di gas caldi indipendente. Sistemi di macinazione congiunta I predetti sistemi per la macinazione a via secca/semi-secca delle materie prime possono essere usati tutti per la macinazione congiunta delle aggiunte minerali insieme al clinker ed al gesso. Tuttavia, la maggior parte dei sistemi pone dei limiti alla percentuale di umidità della miscela al massimo 2% o 4% se si usa una fonte di gas caldi. Se la miscela ha un tenore di umidità più elevato, i componenti secondari devono essere preventivamente essiccati. Un eccezione è rappresentata dal mulino verticale, che può lavorare materiale avente fino al 20% di umidità, ma che richiede anche una fonte di gas caldi. Macinazione separata Per la macinazione separata delle aggiunte minerali si possono usare i sistemi di macinazione a via secca/semi-secca delle materie prime. Tuttavia, con riferimento all'umidità della miscela di additivi, può essere necessaria l essiccazione preliminare. Separazione per distribuzione granulometrica del prodotto La distribuzione granulometrica del prodotto che esce dal sistema di macinazione è molto importante ai fini della qualità del cemento. La definizione di questi parametri si raggiunge regolando il separatore. I separatori dell ultima generazione, quelli a gabbia a rotore, presentano alcuni vantaggi rispetto ai modelli precedenti, quali: - minore consumo energetico specifico del sistema (minore troppo fine); - maggiore quantità di materiale lavorato (rendimento); - possibilità di raffreddare il prodotto; - maggiore flessibilità nella regolazione della finezza del prodotto; - migliore controllo della distribuzione granulometrica e maggiore omogeneità del prodotto 31

4.7.3 Stoccaggio del cemento Il trasporto del cemento ai sili di stoccaggio può avvenire tramite sistemi pneumatici e meccanici. Questi ultimi di norma hanno costi di investimento più alti, ma costi di esercizio molto più bassi rispetto a quelli dei sistemi di trasporto pneumatico. Oggi i sistemi più diffusi prevedono la combinazione di trasportatori con canalette fluidificate oppure a coclea/catena con elevatori a tazze. Cementi diversi sono stoccati in sili separati. I nuovi modelli di silo consentono di stoccare più tipi di cemento nello stesso contenitore. I sili attualmente usati per lo stoccaggio del cemento sono: - sili a cella singola con tramoggia di scarico; - sili a cella singola con cono centrale; - sili multicella; - sili a cupola con cono centrale. L'operazione di scarico del cemento viene avviata e mantenuta immettendo aria compressa attraverso flange di aerazione situate sul fondo del silo. 4.8 Imballaggio e spedizione Il cemento viene trasferito dai sili direttamente nelle cisterne per il trasporto su gomma o rotaia (o via mare) oppure alla linea di insacco e pallettizzazione. 32

5. Valutazione degli aspetti ambientali per l'individuazione delle BAT in ambito comunitario 5.1 Classificazione delle migliori tecniche e tecnologie disponibili Obiettivo della Direttiva IPPC 96/61/CE è l integrazione della prevenzione e del controllo dell inquinamento provocato dalle attività elencate nell Allegato 1, perseguendo un elevato livello di tutela dell ambiente nel suo complesso e, nello stesso tempo, garantendo le condizioni necessarie per la competitività delle industrie della Comunità Europea. Più specificamente, la Direttiva stabilisce una procedura di autorizzazione per certe categorie di impianti industriali (tra cui anche la produzione di cemento), richiedendo ad operatori e legislatori di considerare in modo integrato e globale i potenziali inquinamenti e consumi degli impianti. Lo scopo generale di un approccio integrato deve essere quello di migliorare la gestione ed il controllo dei processi industriali. In particolare, per il principio generale disposto nell art. 3, gli operatori devono adottare tutte le opportune misure preventive contro l inquinamento, attraverso l applicazione delle migliori tecniche disponibili, che consentono di migliorare le prestazioni dal punto di vista ambientale. Il termine migliori tecniche disponibili è definito nell art. 2 della Direttiva come la più efficiente e avanzata fase di sviluppo di attività e relativi metodi di esercizio indicanti l idoneità pratica di determinate tecniche a costituire, in linea di massima, la base dei valori limite di emissione intesi ad evitare oppure, ove ciò si riveli impossibile, a ridurre in modo generale le emissioni e l impatto sull ambiente nel suo complesso: - tecniche significa sia le tecniche impiegate, sia le modalità di progettazione, costruzione, manutenzione, esercizio e chiusura dell impianto; - disponibili qualifica le tecniche sviluppate su una scala che ne consenta l applicazione in condizioni economicamente e tecnicamente valide nell ambito del pertinente comparto industriale, prendendo in considerazione i costi e i vantaggi, indipendentemente dal fatto che siano o meno applicate o prodotte nello Stato membro di cui si tratta, purché il gestore possa avervi accesso a condizioni ragionevoli; - migliori qualifica le tecniche più efficaci per ottenere un elevato livello di protezione dell ambiente nel suo complesso. Inoltre, l Allegato IV della Direttiva contiene l elenco delle considerazioni da tenere presenti in generale o in un caso particolare nella determinazione delle migliori tecniche disponibili, secondo quanto indicato dall art. 2 - punto 11, tenuto conto dei costi e dei benefici che possono risultare da un azione e del principio di precauzione e prevenzione. Le Autorità competenti preposte al rilascio delle autorizzazioni devono quindi tenere conto dei principi generali, quando, nelle prescrizioni, devono indicare i valori limiti di emissione, integrati o sostituiti se necessario da parametri equivalenti o le misure tecniche. Ai sensi dell art. 9 della Direttiva, tali valori limite di emissione, i parametri equivalenti e le misure tecniche devono fare riferimento alle migliori tecniche disponibili, senza che ciò comporti rischi per il rispetto degli standard di qualità ambientale, senza richiedere l uso di una tecnica o di una tecnologia specifica, ma tenendo conto delle caratteristiche tecniche dell impianto in esame, della sua ubicazione geografica e delle condizioni ambientali locali. In tutti i casi, le condizioni dell autorizzazione devono comprendere prescrizioni riguardanti la minimizzazione dell inquinamento a lunga distanza o del trasporto transfrontaliero dell inquinamento e devono altresì assicurare un elevato livello di tutela per l ambiente nel suo complesso. 33

Le informazioni riportate nel presente rapporto hanno lo scopo di fornire indicazioni generali relativamente ai livelli di emissione e di consumo che possono essere considerati il punto di riferimento appropriato ed utile alla determinazione dell Autorizzazione Integrata Ambientale basata sulle BAT o per la fissazione di regole generali vincolanti. Tuttavia, si sottolinea che il presente documento non indica valori limite di emissione. La determinazione di idonee condizioni di autorizzazione dovrà tenere conto di fattori locali, specifici per il sito in questione, quali le caratteristiche tecniche dell impianto, la sua ubicazione geografica e le condizioni ambientali locali. Per quanto riguarda gli impianti esistenti, si deve considerare anche la fattibilità tecnico-economica di un loro eventuale aggiornamento. Anche il solo obiettivo di garantire un elevato livello di tutela per l ambiente nel suo complesso renderà spesso necessario valutare i pro e i contro di diversi tipi di impatto sull ambiente, e su tali valutazioni influiranno spesso considerazioni legate alle condizioni locali. 5.2 Aspetti Tecnici e Tecnologici L industria del cemento è un industria ad elevato consumo energetico, nella quale i costi energetici rappresentano il 30-40% dei costi di produzione (esclusi i costi di capitale). Il processo di cottura del clinker rappresenta la più importante fase quali-quantitativa, fonte dei potenziali impatti ambientali ascrivibili alla produzione del cemento, vale a dire il consumo di risorse naturali, il consumo termico e le emissioni atmosferiche. Le emissioni di maggiore rilievo ambientale sono rappresentate dagli ossidi di azoto (NO x ), biossido di zolfo (SO 2 ) e polveri. Mentre l abbattimento delle polveri è stato ampiamente perseguito per oltre 50 anni e quello degli SO 2 è una questione specifica del singolo impianto, la riduzione degli NO x rappresenta per il settore un problema recente. Si riporta nella fig. 11 uno schema di impianto con l indicazione degli impatti ambientali. Fig. 11 Impatti ambientali del ciclo di produzione del cemento Molti cementifici hanno già adottato misure primarie di carattere generale, quali l ottimizzazione del controllo di processo, l uso di moderni sistemi gravimetrici di alimentazione dei combustibili solidi, l installazione di raffreddatori ottimizzati e di sistemi esperti per la gestione dell energia elettrica; 34

questi accorgimenti, adottati per migliorare la qualità del clinker e ridurre i costi di produzione, assicurano anche il contenimento del consumo energetico e delle emissioni atmosferiche. Lo scarico delle acque reflue è normalmente limitato al solo convogliamento delle acque superficiali e dell acqua di raffreddamento e non dà alcun contributo sostanziale all inquinamento idrico. L attività cementiera è certamente caratterizzata da marginali fabbisogni di risorse idriche, cui fa riscontro una tendenziale assenza di cause di inquinamento. L acqua eventualmente utilizzata nel processo (sia umido che semisecco) è totalmente emessa sotto forma di vapore dal camino dell impianto di cottura. Alla luce del modesto fabbisogno, la quota parte che origina acque reflue è determinata da esigenze connesse con raffreddamento, lavaggio, nonché servizi vari, inclusi quelli sanitari. A seguito dell impiego, la risorsa idrica può subire modificazioni di tipo fisico, chimico e biologico che vengono rese compatibili con l ambiente tramite opportuni e semplici trattamenti depurativi. Per quanto concerne la produzione di rifiuti, la peculiarità delle lavorazioni del comparto cementiero, in generale, tende ad escludere o, comunque, a rendere minimali le incidenze ambientali da rifiuti solidi. Infatti, il materiale che può risultare da operazioni di depolverazione e di captazione viene riutilizzato nell ambito del ciclo tecnologico, giacchè si tratta di materie/prodotti riutilizzabili. In generale, comunque, il problema dei rifiuti in cementeria è decisamente marginale. La fig.12 illustra il bilancio di massa per la produzione di 1 kg di cemento, con il processo a via secca, usando olio denso come combustibile. Emissioni: CO 2 600 g (404 g da materia prima, 196 g dalla combustione) N 2 1566 g O 2 262 g H 2 O 69 g + miscela materie prime Aria Combustibile o.c.d. (40 MJ/Kg) (63 g) Materia prima (1150 g) Aria (984 g) Combustione (processo a secco) (3,35 MJ/Kg clk) Clinker (750 g) Macinazione Cemento Cemento (1000 g) Miscela di materiale grezzo Aria (1050 g) - Gesso; - Scorie d altoforno; - Ceneri volanti; (250 g) Aria Figura 12 Bilancio di massa per la produzione di 1 Kg di cemento 35

5.3 Consumi di risorse naturali e di energia 5.3.1 Consumo di materie prime La fabbricazione del cemento, è basata essenzialmente sull impiego di materie prime costituite da risorse naturali non rinnovabili (in particolare, calcare ed argilla, ma anche gesso e pozzolana, come correttivi per farina e cemento), il cui approvvigionamento avviene mediante estrazione dei materiali dalle cave. Nella tab. 7 sono riportati i valori medi di consumo di materie prime per la produzione di cemento nell Unione Europea. I dati dell ultima colonna sono riferiti ad un impianto che produce 3.000 t/giorno o 1 milione di tonnellate/anno di clinker, pari a 1,23 milioni di tonnellate di cemento all anno (secondo il contenuto medio di clinker nel cemento europeo). Materiali (sul secco) per t di clinker per t di cemento per anno per 1 milione di t di clinker Calcare, argilla, scisto, marna, 1,57 t 1,27 t 1.568.000 t altro Gesso, anidrite - 0,05 t 61.000 t Aggiunte minerali - 0,14 t 172.000 t Tab. 8 Consumo di materie prime nella produzione di cemento [Rapp. Cembureau, 1997] 5.3.2 Utilizzo di energia Nella produzione del cemento, l energia viene usata prevalentemente sotto forma di apporto termico per il forno. I principali utilizzatori di energia elettrica sono invece i mulini (macinazione cemento e macinazione del crudo) e gli esaustori (forno/mulino crudo e mulino cemento), che insieme rappresentano più dell 80% del consumo di energia elettrica. In media, i costi energetici connessi al consumo di combustibile e di energia elettrica rappresentano il 40% dei costi complessivi per la fabbricazione di una tonnellata di cemento. L energia elettrica rappresenta circa il 20% di questo fabbisogno globale di energia con un valore specifico pari a circa 90-130 kwh/t di cemento. Il consumo termico teorico del processo di combustione (reazioni chimiche) è di 1.700-1.800 MJ/t di clinker. Il consumo termico effettivo di combustibile per le diverse tipologie di forni oscilla nei seguenti intervalli (MJ/t di clinker): circa 3.000 per processo a via secca con forni equipaggiati con preriscaldatore a cicloni multistadio e precalcinatore; 3.100-4.200 per i forni rotanti a via secca equipaggiati con preriscaldatori a cicloni; 3.300-4.500 per processi a via semi-secca/semi-umida (forni Lepol); fino a 5.000 per i forni lunghi a via secca; 5.000-6.000 per i forni lunghi a via umida; 3.100-4.200 per i forni a tino. 5.4 Le emissioni Le polveri aerodisperse rappresentano l incidenza preminente sul potenziale impatto con l ambiente e devono essere considerate come un rischio specifico dipendente dalla caratterizzazione del processo, poiché sia le materie prime movimentate e sottoposte ai cicli di 36

frantumazione e macinazione, sia il cemento prodotto, si presentano prevalentemente sotto forma di polveri fini e finissime. Le emissioni gassose, principalmente ossidi di zolfo ed azoto, sono ascrivibili esclusivamente alle operazioni di cottura ed essicco-macinazione, come in ogni processo di combustione. La Direttiva IPPC comprende un elenco indicativo delle principali sostanze inquinanti da considerare, qualora abbiano rilevanza per fissare i valori limite di emissione. Per quanto concerne la fabbricazione del cemento, si considerano rilevanti: - ossidi di azoto (NO x ) e altri composti dell azoto; - biossido di zolfo (SO 2 ) e altri composti dello zolfo; - polveri. L attività dei cementifici ed i dati di letteratura sull inquinamento atmosferico e sulle tecniche di abbattimento in genere si riferiscono a questi tre inquinanti. Tra le sostanze inserite nell elenco, si considerano di interesse per la produzione del cemento anche - monossido di carbonio (CO); - composti organici volatili (COV). Altri inquinanti da considerare sono: - HF - HCl - IPA - metalli e loro composti; Non citato nell elenco, ma sicuramente rilevante per la produzione del cemento, è l'emissione di biossido di carbonio (CO 2 ). Meno rilevante, ma da segnalare, l emissione di composti ammoniacali, derivante dalla qualità delle materie prime utilizzate. Altre potenziali fonti inquinanti, che però hanno effetti lievi e/o locali, sono rifiuti, rumori ed odori. Le emissioni principali ascrivibili al ciclo produttivo del cemento sono costituite dalle sostanze emesse dal forno di cottura clinker; queste derivano dalle reazioni chimico-fisiche che coinvolgono le materie prime e dalla combustione dei combustibili. I costituenti principali dei gas esausti emessi dai forni sono l azoto proveniente dall aria di combustione, la CO 2 derivante dalla calcinazione di CaCO 3 e dalla combustione del combustibile ed il vapore acqueo derivante dal processo di combustione e dalle materie prime. In tutti i forni, il materiale solido in cottura si muove in controcorrente rispetto ai gas caldi della combustione; questo flusso influisce sulle emissioni inquinanti, in quanto agisce come un letto fluido mobile incorporato. Molti costituenti che derivano dalla combustione dei combustibili o dalla trasformazione delle materie prime in clinker rimangono allo stato gassoso solo il tempo necessario per essere assorbiti o condensati nella farina cruda, che scorre in controcorrente. Il potere adsorbente del materiale varia in funzione dello stato chimico-fisico, nonché dalla posizione nell ambito del forno. Per esempio, il materiale che proviene dalla fase di calcinazione ha un elevato contenuto di ossido di calcio e, di conseguenza, un alto potere adsorbente nei confronti delle sostanze acide, per esempio HCl, HF e SO 2. La tab. 9 riporta i dati relativi alle emissioni dei forni di cottura clinker. Gli intervalli dei valori emissivi dipendono essenzialmente dalla natura delle materie prime, dal combustibile, dall età e dalla configurazione dell impianto, nonché dalle prescrizioni dall Autorità preposta al rilascio delle autorizzazioni. 37

Valori di emissione dei forni di cottura clinker mg/nm 3 kg/t di clinker t/anno NO x (sotto forma di NO 2 ) < 500-3.000 < 1-6 1000-6.000 SO 2 < 10-3.500 < 0,02-7 < 20-7.000 Polveri 5-200 0,01-0,4 10-400 CO 500-2.000 1-4 1.000-4.000 CO 2 400-520 g/nm 3 800-1.040 0,8-1,04 milioni COT 5-500 0,01-1 10-1.000 HF < 0,4-5 < 0,8-10 g/t < 0,8-10 HCl < 1-25 < 2-50 g/t < 2-50 PCDD/F < 0,1-0,5 ng/nm 3 < 200-1.000 ng/t < 0,2-1 g/anno Metalli: (Hg, Cd, Tl) 0,01-0,3 (soprattutto 20-600 mg/t 20-600 kg/anno Hg) (As, Co, Ni, Se, Te) 0.001-0,1 2-200 mg/t 2-200 kg/anno (Sb, Pb, Cr, Cu, Mn, V, Sn, Zn) 0,005-0,3 10-600 mg/t 10-600 kg/anno Nota: I valori relativi alla massa sono riferiti a 2.000 Nm 3 /t di clinker e 1 milione t di clinker/anno. Gli intervalli delle emissioni si riferiscono alle medie annue e sono valori indicativi, riferiti ad un tenore di O 2 normalmente del 10%. Tab. 9 Dati relativi alle emissioni prodotte dai forni da cemento europei Fonti [Rapporto Cembureau, 1997], [Cembureau], [Rapporto olandese, 1997], [Haug], [Lohse] I volumi tipici di gas esausti emessi dai forni ed espressi in Nm 3 /t di clinker (gas secchi, 101,3 kpa, 273 K) oscillano tra 1.700 e 2.500 per tutti i tipi di forni [Cembureau]. I forni con preriscaldatore in sospensione e precalcinatore hanno normalmente volumi di gas esausti di circa 2.000 Nm 3 /t di clinker (gas secco, 101,3 kpa, 273 K). Inoltre, le emissioni di particolato caratterizzano anche le attività di macinazione delle materie prime, del combustibile solido o del prodotto. Un certo quantitativo di polverosità diffusa può liberarsi dai depositi all aperto di materie prime e di combustibili solidi, come anche dai sistemi di trasporto dei materiali, incluso il carico del cemento; queste emissioni possono raggiungere livelli significativi, se queste operazioni e/o impianti non sono stati ben progettati o non vengono sottoposti a manutenzione adeguata, o non esistono efficaci procedure gestionali. 5.4.1 Ossidi di azoto Gli ossidi di azoto (NO x ) rappresentano la più rilevante fonte di inquinamento atmosferico prodotta dai cementifici. L emissione di NO x varia in funzione del processo applicato. In media, i forni da cemento europei producono circa 1.300 mg NO x /m 3 (come NO 2, gas secco, 273 K, 101,3 kpa, 10% di O 2 ) [Rapporto Ökopol, 1998]. Emissioni di NO x sono state misurate su oltre 50 forni rotanti con preriscaldatore, mettendo in evidenza un valore medio di 2,1 g di NO 2 /kg di 38

clinker, che corrisponde a 1.050 mg NO 2 /Nm 3 (gas secco, 273 K, 101,3 kpa, 10% di O 2 ) nel gas esausto [Int.Cem.Rev. gennaio/96]. Gli ossidi di azoto prevalenti nei gas esausti dal forno da cemento sono NO e NO 2 (NO > 95% degli ossidi di azoto). Le due fonti principali di produzione degli NO x sono: - NO x termico: parte dell azoto presente nell aria di combustione reagisce con l ossigeno formando diversi ossidi di azoto; - NO x combustibile: i composti contenenti azoto, chimicamente legati nel combustibile, reagiscono con l ossigeno presente nell aria formando diversi ossidi di azoto. NO x termico si forma a temperature superiori a 1200 C ed implica la reazione tra le molecole di azoto ed ossigeno nell aria di combustione; ciò avviene prevalentemente nella zona di combustione del forno, dove le temperature sono abbastanza elevate perché la reazione si sviluppi. La quantità di NO x termico prodotto nella zona di combustione dipende sia dalla temperatura della zona di combustione, sia dal livello di ossigeno (eccesso d aria). La velocità di reazione dalla quale si sviluppa NO x termico aumenta con la temperatura; pertanto, le miscele difficili da bruciare, che richiedono zone di combustione più calde, tenderanno a generare più NO x termico dei forni in cui si utilizzano miscele che bruciano più facilmente. La velocità di reazione aumenta, inoltre, con il livello dell ossigeno (eccesso d aria); se lo stesso impianto funziona ad un tenore di ossigeno più elevato nella zona di scarico dei gas (eccesso d aria), nella zona di combustione si formerà una quantità maggiore di NO x termico (nonostante le emissioni di SO 2 e/o CO possano diminuire). Fig. 13 Sezione del forno rotante 39

NO x combustibile si forma invece dalla combustione dell azoto contenuto nel combustibile; l azoto si combina con altri atomi di azoto a formare N 2 o reagisce con l ossigeno dando così origine a NO x. Nel precalcinatore, la temperatura dominante oscilla intorno a 850-950 C, che non è abbastanza elevata per formare significative quantità di NO x termico, ma non tale da impedire la formazione di NO x combustibile. Analogamente, altri tipi di combustione secondaria del combustibile nella zona di scarico dei gas, per esempio nella colonna ascendente di un forno con preriscaldatore in sospensione o nella camera di calcinazione di un preriscaldatore a griglia, possono dare origine a NO x combustibile. Pertanto, nei forni con precalcinatore, in cui fino al 60% del combustibile può bruciare nel calcinatore, la formazione di NO x combustibile contribuisce significativamente all emissione totale di NO x. In questi impianti, la formazione di NO x termico è molto più bassa rispetto a quella dei forni in cui tutto il combustibile viene bruciato nella zona di sinterizzazione. Oltre che dalla temperatura dei gas di combustione e dal tenore di ossigeno (eccesso d aria), la formazione di NO x può essere influenzata anche dalla forma e dalla temperatura della fiamma, dalla geometria della camera di combustione, dalla reattività e dal tenore di azoto contenuto nel combustibile, dalla presenza di umidità, dal tempo di reazione disponibile e dalla configurazione del bruciatore. Considerazioni similari riguardano anche le emissioni gassose derivanti dagli Impianti di essicazione e/o essico-macinazione delle materie prime e dei costituenti secondari del cemento, costituiti da generatori di gas caldi con bruciatore a metano e/o olio combustibile e/o carbone (6 35 GJ/h). La combustione avviene con aria a temperatura ambiente ed elevati eccessi d'aria, necessari per generare una quantità di gas caldi adeguata al processo di essiccazione; questi ultimi vengono convogliati direttamente sul materiale da essiccare e, quindi, emessi dal camino principale del mulino e/o essiccatoio. Anche in questo caso, la formazione di NO x dipende dal tipo di combustibile (%N), dal profilo e temperatura della fiamma, dal ricircolo dei gas di combustione (swirl) e dalla pressione parziale di ossigeno. L'esercizio di impianti dotati di generatori di gas caldi comporta emissioni di NO 2 comprese tra 100 e 300 mg/nm 3, a seconda del combustibile utilizzato (metano e/o o.c.d. e/o carbone). Qualora i bruciatori vengano alimentati con combustibili solidi, si registrano anche emissioni di SO 2 normalmente inferiori a 150 mg/nm 3. 5.4.2 Biossido di zolfo Le emissioni di SO 2 ascrivibili al processo produttivo del cemento sono determinate principalmente dal livello di "zolfo volatile" contenuto nelle materie prime. I forni che usano materie prime che non contengono tale sostanza, o ne contengono una minima parte, hanno piccoli problemi di emissioni di SO 2. In alcuni forni, la concentrazione delle emissioni nei fumi è inferiore a 10 mg SO 2 /Nm 3, anche senza l adozione di interventi di abbattimento. Se si usano materie prime contenenti zolfo organico o pirite (FeS), le emissioni di SO 2 possono essere elevate. Il composto di zolfo più presente (99%) nelle emissioni è SO 2, benché si produca anche una certa quantità di SO 3 ed, in condizioni riducenti, si potrebbe sviluppare anche H 2 S. Lo zolfo presente nelle materie prime, che si manifesta sotto forma di solfuri, e lo zolfo combinato organicamente sono destinati ad evaporare ed il 30% o più di essi può essere emesso dal primo stadio del preriscaldatore. I gas provenienti da tale impianto saranno emessi direttamente nell atmosfera oppure confluiranno nel mulino del crudo, se questo è attivo; in tal caso, il 20-70% di SO 2 verrà captato dalle materie prime macinate finemente. Pertanto, è importante che la macinazione del crudo sia ottimizzata in modo che il mulino possa funzionare da riduttore della concentrazione di SO 2 per il forno. Lo zolfo contenuto nei combustibili immessi nei forni con preriscaldatore non produce emissioni di SO 2 significative, a causa dell atmosfera fortemente alcalina presente nella zona di sinterizzazione e di calcinazione e dallo stadio inferiore del preriscaldatore. Questo zolfo viene captato nel clinker. 40

L ossigeno in eccesso (1-3%) provoca l'immediata l ossidazione in SO 2 di qualunque composto solforoso emesso. Nei forni lunghi, il contatto tra SO 2 e il materiale alcalino è insufficiente e lo zolfo presente nei combustibili può portare a emissioni di SO 2 significative. Nonostante che la maggior parte dello zolfo rimanga nel clinker sotto forma di solfato, le emissioni di SO 2 possono essere significative in presenza di materie prime ad alto contenuto di zolfo volatile e possono essere considerate come uno dei principali agenti inquinanti. 5.4.3 Polveri Tradizionalmente, le emissioni di polveri, soprattutto dai camini dei forni, hanno costituito il principale aspetto ambientale caratterizzante la produzione del cemento. Le principali fonti di polvere sono i forni, i mulini del crudo, i raffreddatori del clinker ed i mulini cemento. In tutti questi impianti, grossi volumi di gas fluiscono attraverso materiali polverosi. La configurazione e l affidabilità dei moderni precipitatori elettrostatici e dei filtri a tessuto garantisce emissioni di polveri ridotte a livelli minimali, con concentrazioni di PTS inferiori a 20 mg/nm 3, nelle normali condizioni di esercizio. Emissioni polverigene diffuse possono liberarsi durante lo stoccaggio e la movimentazione dei materiali e dei combustibili solidi e anche dalle superfici stradali. Le polveri rilasciate durante le operazioni di imballaggio e spedizione del clinker/cemento possono anch esse essere significative. Le emissioni di polveri diffuse possono essere causa di inquinamento negli ambienti di lavoro e/o all'interno del sito produttivo, mentre le emissioni di polvere dal processo (in genere attraverso camini più elevati) possono avere un impatto sulla qualità dell aria in un area più estesa. 5.4.4 Ossidi di carbonio (CO 2, CO) Si calcola che l emissione di CO 2 sia pari a 900-1.000 kg/t di clinker, se correlata ad una domanda di calore di circa 3.500-5.000 MJ/t di clinker, ma dipende anche dal tipo di combustibile. Essendo il cemento macinato insieme ad aggiunte minerali, l emissione di CO 2 diminuisce se riferita alle tonnellate di cemento. Circa il 60% deriva dal processo di calcinazione, mentre il restante 40% è legato alla combustione del combustibile. Le emissioni di CO 2 che derivano dalla combustione del carbonio contenuto nel combustibile sono direttamente proporzionali alla richiesta di calore, come anche al contenuto di carbonio, cioè al potere calorifico del combustibile. Per esempio, un fabbisogno calorico di 3.000 MJ/t di clinker e l uso di carbone fossile avente un potere calorifico di 30 MJ/kg e un tenore di carbonio dell 88% danno un emissione di CO 2 di 0,32 t/t di clinker, se si considera solo la parte proveniente dal combustibile. Se si usa, invece, gas naturale, questo livello scende di circa il 25% [Rapporto austriaco, 1997]. Le emissioni di CO 2 prodotte dalla combustione sono state progressivamente ridotte; infatti, negli ultimi venticinque anni soprattutto grazie all adozione di processi di cottura con maggior resa termica, si è registrato un decremento di oltre il 30%. Le emissioni di CO dipendono soprattutto dal contenuto di sostanza organica presente nel crudo e, parzialmente, anche da una non corretta combustione, qualora il controllo dell alimentazione del combustibile solido non avvenga in maniera ottimale. A seconda delle materie prime naturali utilizzate, nel processo confluiscono 1,5-1,6 g di carbonio organico per kg di clinker. Alcuni studi basati su "farine" di origine diversa hanno dimostrato che l 85-95% dei composti organici presenti nel crudo viene convertito in CO 2 in presenza del 3% di ossigeno, ma al tempo stesso il 5-15% viene convertito in CO. In tali condizioni, la percentuale emessa sotto forma di composti di carbonio organico volatile (COV) è di gran lunga inferiore all 1%. 41

La concentrazione di CO può arrivare anche a 1.000 mg/nm 3 ed, in alcuni casi, superare addirittura 2.000 mg/nm 3 [Rapporto Cembureau, 1997]. Configurare bene le tramogge, il nastro trasportatore e l alimentatore è essenziale per garantire che il combustibile solido sia immesso a velocità costante con minime variazioni; altrimenti la combustione può avvenire in condizioni ipostechiometriche e ciò può causare picchi superiori allo 0,5% di CO. In questo caso, insorge l ulteriore problema di dotare ogni elettrofiltro di un'efficiente messa fuori servizio automatica, per prevenire i rischi di esplosione. 5.4.5 Composti e microinquinanti organici Nei processi termici (combustione) in generale, la presenza di composti organici volatili (e di monossido di carbonio) è associata spesso ad una combustione parziale. Invece, nei forni da cemento, l emissione risulta modesta in condizioni di esercizio normale, grazie al lungo tempo di permanenza dei gas nel forno, all alta temperatura ed alle condizioni ossidanti. Le concentrazioni possono eventualmente aumentare nelle fasi di avvio o di fermata. Le emissioni di COV possono verificarsi nelle prime fasi del processo (preriscaldatore, precalcinatore), quando le sostanze organiche contenute nelle materie prime si volatilizzano, contemporaneamente al riscaldamento della farina cruda. La componente organica viene rilasciata a temperature comprese tra 400 e 600 C. Il contenuto dei COV presenti nel gas esausto emesso dai forni da cemento è tipicamente da 10 a 100 mg/nm 3, ma in casi rari può arrivare anche a 500 mg/nm 3, in funzione delle particolari caratteristiche delle materie prime [Rapporto Cembureau, 1997]. L eventuale immissione di sostanze organiche contenenti elevate % di cloro può potenzialmente causare la formazione di policlorodibenzodiossine e policlorodibenzofurani (PCDD e PCDF) nel processo termico (combustione). Se i precursori del cloro e degli idrocarburi contenuti nelle materie prime sono presenti in quantità sufficienti, si possono formare PCDD e PCDF all interno od a valle del preriscaldatore. È noto che le diossine ed i furani si riformano ex novo per sintesi entro l intervallo di temperature di raffreddamento da 450 a 200 C; è importante, pertanto, che i gas in uscita dal forno si raffreddino rapidamente entro tale intervallo. Questa situazione si registra sempre nei sistemi dotati di preriscaldatore, dove i gas del forno preriscaldano le materie prime immesse. A causa del lungo tempo di permanenza nel forno (circa 20 sec.) e delle elevate temperature (> 1200 C), le emissioni di PCDD e PCDF sono sicuramente modeste. Infatti, le risultanze analitiche indicano che i forni di cottura clinker europei rispettano ampiamente la concentrazione limite di 0,1 ng Teq/Nm 3, valore molto restrittivo imposto dalla legislazione europea per gli Inceneritori di rifiuti [Direttiva 2000/76/CE]. Le misurazioni eseguite su numerosi forni (con preriscaldatore in sospensione e forni Lepol) nel corso degli ultimi dieci anni rilevano una concentrazione media pari a 0,02 ng Teq/Nm 3. [Schneider, 1996]. 5.4.6 Metalli e loro composti Le materie prime ed i combustibili contengono sempre metalli, in concentrazioni fortemente diverse da un luogo all altro. I composti metallici possono essere ripartiti in tre classi, in funzione della volatilità e dei componenti salini, e precisamente: 42

- metalli che sono o hanno composti refrattari o non volatili: Ba, Be, Cr, As, Ni, V, Al, Ti, Ca, Fe, Mn, Cu e Ag; - metalli che sono o hanno composti semivolatili: Sb, Cd, Pb, Se, Zn, K e Na; - metalli che sono o hanno composti volatili: Hg e Tl Il comportamento dei suddetti metalli nel processo di combustione dipende dalla loro volatilità. I composti non volatili rimangono nel processo e lasciano il forno sotto forma di costituente del clinker. I composti semivolatili vengono in parte assorbiti nella fase gassosa alla temperatura di sinterizzazione per condensare sul crudo nelle parti più fredde del forno; questo crea un effetto ciclico nel sistema del forno (cicli interni), che continua a crescere fino al raggiungimento ed al consolidamento di una situazione di equilibrio tra nuovo apporto ed allontanamento attraverso il clinker [Rapporto Cembureau, 1997]. I composti metallici volatili condensano sulle particelle delle materie prime a temperature più basse e potenzialmente formano ricicli interni. Tallio e mercurio e rispettivi composti volatilizzano con particolare facilità ed altrettanto fanno, anche se in misura minore, cadmio, piombo, selenio e loro composti. La formazione di composti metallici fortemente volatili è connessa alla reazione con la farina in calcinazione o con il materiale presente nelle zone fredde della camera di calcinazione, nel preriscaldatore o negli impianti di essiccazione a valle. I metalli formano un ciclo esterno quando la polvere, insieme con i composti volatili condensati, viene separata nei separatori e reimmessa nella farina cruda. [Karlsruhe II, 1996] Le polveri emesse contengono piccole quantità di composti metallici quali arsenico (As), cadmio (Cd), mercurio (Hg), piombo (Pb), tallio (Tl) e zinco (Zn). La fonte principale di polveri contenenti metalli è il forno, compresi preriscaldatore, precalcinatore, forno rotante e raffreddatore del clinker. 5.5 Produzione di rifiuti Il processo di fabbricazione del cemento non è responsabile di emissioni solide, ovvero non produce rifiuti, restando così emancipato dall oneroso e complesso problema del loro smaltimento. Una produzione sistematica, anche se in quantità minime, di rifiuti smaltiti secondo le vigenti normative, è rappresentata dall olio esausto dei motoriduttori e da materiali assimilabili ai rifiuti urbani (imballi, maniche filtranti, ecc.) provenienti dagli uffici e dalle operazioni di manutenzione programmata. 5.6 Emissioni sonore La produzione del cemento è contraddistinta da fasi lavorative responsabili di emissioni acustiche, caratterizzate da potenze sonore generalmente elevate. In linea di principio, le attività più rilevanti sono identificabili nelle operazioni di macinazione (materie prime, cemento e combustibili solidi) ed, in misura minore, nelle operazioni connesse all impiego di macchine operatrici (ventilatori, compressori, ) e nelle fasi di trasporto dei materiali. L intensità del fenomeno è legata alla dimensione dell insediamento produttivo, alla tipologia dei macchinari utilizzati ed alla vicinanza reciproca delle varie fonti di emissione acustica. 5.7 Odori Le emissioni di odori assai raramente costituiscono un problema per gli impianti cementieri ben eserciti. 43

Se la farina contiene componenti combustibili (cherogeni) che non bruciano quando sono riscaldati nel preriscaldatore, ma anzi pirolizzano solamente, si possono avere emissioni di idrocarburi. Queste emissioni sono visibili al di sopra del camino sotto forma di caligine o pennacchio bluastri; se le condizioni meteorologiche sono sfavorevoli, ciò può diffondere un odore sgradevole intorno al sito produttivo. La combustione dello zolfo presente nei combustibili e/o l uso di materie prime contenenti zolfo possono talvolta provocare emissioni di odori. 5.8 Contaminazione del suolo Le potenziali sorgenti di contaminazione, legate ad attività ed azioni di natura secondaria, sono identificabili nella presenza di depositi superficiali e serbatoi interrati di olii combustibili e minerali, apparecchiature elettriche con fluidi dielettrici, deposito di rifiuti, fusti contenenti olii lubrificanti ed emulsioni. Pertanto, il rischio di contaminazione del suolo risulta contenuto ed eventualmente circoscritto ad eventi incidentali di piccola entità. 5.9 Scarichi idrici Il ciclo tecnologico del cemento è caratterizzato da limitati fabbisogni di risorse idriche (per esigenze di raffreddamento e condizionamento e per i servizi, inclusi quelli sanitari) (Vedi grafico), cui intrinsecamente fa riscontro una tendenziale assenza di cause di inquinamento. Si riporta in fig. 14 un grafico indicativo dei consumi idrici in rapporto alla produzione di cemento per un impianto campione. Fig. 14 Consumi idrici in un impianto per la produzione di cemento La qualità delle acque reflue, per effetto del loro impiego per il raffreddamento dei circuiti e per il condizionamento dei gas esausti del forno di cottura finalizzato ad una maggior efficienza di depolverazione, non subisce alterazioni rispetto a quella delle acque immesse nell attività produttiva; tuttavia, gli scarichi tecnologici vengono opportunamente convogliati e trattati in vasche di decantazione per garantire la costante conformità con i limiti previsti dalla legge. L acqua meteorica, che proviene dal dilavamento dei piazzali, viene normalmente scaricata nei corpi idrici, con eventuale trattamento di decantazione e di disoleazione. L acqua proveniente dagli scarichi civili viene depurata in fosse biologiche oppure conferita in pubblica fognatura. 44

5.10 Emergenze Le Unità Produttive sono caratterizzate da grossi fabbricati industriali, costruiti prevalentemente con strutture in cemento armato e con solai in cemento armato di copertura e sostegno dei vari macchinari; sono presenti tamponature e/o chiusure laterali parziali che non comportano però alcun problema di aerazione e di deflusso, essendo il numero dei dipendenti occupati nel turno e/o il numero degli addetti che possono essere contemporaneamente presenti in ogni singolo piano molto limitato (inferiore alla decina) anche in caso dei lavori di manutenzione. Relativamente alla tipologia del processo, alle caratteristiche chimico-fisiche delle materie prime e dei combustibili utilizzati ed alle modalità di stoccaggio e movimentazione, si può affermare che il rischio incendio è statisticamente minimale e, comunque, facilmente circoscrivibile. Gli eventuali sversamenti durante le operazioni di movimentazione di olii minerali e/o del carbone, così come le anomalie e/o le rotture dei macchinari e/o dei presidi tecnici di filtrazione, vengono immediatamente gestiti dal personale sempre presente nel Cementificio, attraverso misure correttive definite da specifiche procedure operative, oggetto di preventiva attività di formazione ed addestramento degli addetti. 45

6. Le migliori tecniche disponibili per l'industria del cemento Nel presente capitolo vengono individuate le tecniche che possono avere un effetto positivo sugli impatti ascrivibili alla produzione del cemento, attraverso una breve descrizione, un analisi dell applicabilità e dei livelli generali di emissione (o di potenziale riduzione) ed anche informazioni sui costi. 6.1 Il consumo di materie prime Il recupero di materiali residuali come materie prime può ridurre l utilizzo di risorse naturali, purchè venga garantito un controllo adeguato delle sostanze introdotte nel forno (cfr. anche Cap. 4.6/4.6.1). Inoltre, riciclando la polvere captata dai presidi tecnici di abbattimento, si riduce il consumo totale di materie prime naturali; ciò può avvenire alimentando la polvere direttamente nel forno oppure aggiungendola alla farina (fattore limitante è la percentuale di metalli alcalini) oppure mescolandola con i costituenti del cemento. 6.2 Il consumo di energia Le linee di cottura costituite da forni con preriscaldatore a cicloni a cinque stadi e precalcinatore rappresentano lo standard attuale per i nuovi impianti. Questa configurazione ha un consumo di 2.900-3.200 MJ/t di clinker [Rapporto Cembureau, 1997]. Ottimizzando l input energetico si può modificare la configurazione del forno, passando ad un forno corto a via secca e preriscaldatore a più stadi e precalcinatore. Ciò solitamente non è fattibile a meno che non faccia parte di un processo di adeguamento più ampio volto ad ottenere un incremento della capacità produttiva dell impianto. Inoltre, l'applicazione dei raffreddatori clinker dell ultima generazione ed il recupero del calore, nei limiti del possibile, per i processi di essiccazione e preriscaldamento, sono esempi di misure tecniche che riducono sensibilmente il consumo di energia termica, con investimenti accessibili. Il consumo di energia elettrica può essere minimizzato installando sistemi automatici di gestione dell energia ed utilizzando macchinari efficienti dal punto di vista energetico, quali i rulli di macinazione ad alta pressione per il clinker ed azionamenti a velocità variabile per i ventilatori. Sicuramente, i presidi tecnici di abbattimento installati a valle dei vari processi contribuiscono all aumento del consumo energetico; peraltro, alcune delle tecniche di riduzione delle emissioni descritte nel seguito (per esempio l ottimizzazione del controllo di processo) influiscono positivamente anche sul consumo energetico. 6.3 Scelta del processo Il tipo di processo influenza le emissioni di tutte le sostanze inquinanti ed anche, in misura significativa, il consumo energetico. Per i nuovi impianti e per i più importanti interventi di adeguamento degli esistenti, lo stato dell arte è rappresentato dal processo a via secca con preriscaldatore a più stadi e precalcinatore. Pertanto, è prevedibile che, in Europa, i forni che funzionano ancora a via umida saranno convertiti a via secca nel momento in cui saranno rinnovati [Rapporto olandese, 1997], ed altrettanto sarà per i processi a via semi-secca e semi-umida. 46

6.4 Tecniche generali 6.4.1 Ottimizzazione del controllo di processo L ottimizzazione del processo di cottura del clinker è usualmente applicata per ridurre il consumo termico, migliorare la qualità del clinker e prolungare la vita utile delle attrezzature (del refrattario di rivestimento, per esempio) stabilizzando i parametri di processo. La riduzione delle emissioni, per esempio NO x, SO 2 e polveri, è un effetto secondario dell ottimizzazione. Un funzionamento del forno stabile, regolare e prossimo ai valori di progetto, influisce positivamente su tutte le emissioni del forno. Rientrano nel processo di ottimizzazione misure quali l omogeneizzazione della miscela del crudo, la garanzia del dosaggio uniforme del carbone e il miglioramento del funzionamento del raffreddatore. Per assicurare che il combustibile solido sia alimentato a velocità costante con variazioni minime, è essenziale che le tramogge, i nastri trasportatori e l alimentatore siano progettati e configurati in maniera ottimale, attraverso l'impiego di un moderno sistema gravimetrico di alimentazione del combustibile solido. La riduzione degli NO x è connessa alla riduzione della temperatura di fiamma, nonché al minore consumo di combustibile e alla presenza di zone riducenti nel forno. Il controllo del tenore di ossigeno (eccesso d aria) è importantissimo per il controllo degli NO x ; in generale, minore è il tenore di ossigeno (eccesso d aria), per esempio nella parte posteriore del forno, minore è l emissione di NO x. Tuttavia, è necessario trovare un equilibrio a fronte dell incremento di CO e SO 2 che si produce a più bassi tenori di ossigeno [UK IPC Note, 1996]. Il controllo automatizzato del processo può comportare anche riduzioni di NO x pari al 30%. [Rapporto Cembureau, 1997]. La riduzione di SO 2 è correlabile alla ridotta volatilità dell anidride solforica, a seguito all abbassamento della temperatura della fiamma e di combustione ed all atmosfera ossidante del forno, unitamente alla stabilità del funzionamento dell impianto. L ottimizzazione della gestione del forno influisce sulle emissioni di SO 2 in misura del tutto marginale per i sistemi dotati di preriscaldatore, mentre risulta considerevole nei sistemi a via umida o secca con forni lunghi; in questi ultimi casi, si sono documentate riduzioni di SO 2 fino al 50% [Rapporto Cembureau, 1997]. Limitando le cause turbative della regolare marcia del forno e prevenendo rilasci di CO quando si impiegano elettrofiltri, si riducono le emissioni di polveri e, così facendo, anche le emissioni di eventuali sostanze adsorbite nella polvere, per esempio i metalli. I moderni sistemi di controllo, dotati di veloci dispositivi di misurazione ed analisi, assicurano un innalzamento della soglia di arresto dell impianto oltre il valore normalmente applicato (pari a 0,5% v/v di CO), riducendo in tal modo il numero di rilasci per CO. L ottimizzazione del processo è applicabile a tutti i forni e può includere molti aspetti, che vanno dalla formazione e/o addestramento degli operatori fino all installazione di nuove apparecchiature, quali sistemi di dosaggio, sili di omogeneizzazione, letti di premiscelazione e nuovi raffreddatori del clinker. Il costo di tali interventi varia sensibilmente, da qualche migliaia a 5 milioni di euro [Rapporto Cembureau, 1997]. Diversi fornitori di apparecchiature per il settore del cemento hanno messo a punto sistemi esperti di controllo che si basano, di solito, sul controllo della linea di cottura, attraverso il monitoraggio dei livelli degli NO x [UK IPC Note, 1996]. 47

Un sistema di controllo computerizzato ad alte prestazioni richiede un investimento di circa 300.000 euro, con investimenti aggiuntivi per l installazione dei sistemi di misurazione e dosaggio dell impianto [Rapporto Cembureau, 1997]. L ottimizzazione della linea di cottura clinker è soprattutto finalizzata alla riduzione dei costi gestionali, all incremento della capacità produttiva ed al miglioramento della qualità del prodotto. Un forno ottimizzato ha di solito costi di esercizio più bassi, connessi al minor consumo di combustibile e di refrattari, ai più bassi costi di manutenzione ed alla più elevata produttività [Rapporto Cembureau, 1997]. 6.4.2 Scelta del combustibile e delle materie prime La scelta oculata ed il controllo attento delle sostanze che vengono immesse nel forno possono ridurre sensibilmente le emissioni. Per esempio, limitando il contenuto di zolfo nelle materie prime e nei combustibili, è possibile ridurre le emissioni di SO 2. Lo stesso vale per materie prime e combustibili contenenti altre sostanze, per esempio azoto, metalli e composti organici. Esistono, tuttavia, differenze sostanziali tra i diversi sistemi di forni ed i diversi punti di alimentazione; per esempio, nei forni dotati di preriscaldatore e precalcinatore, lo zolfo contenuto nel combustibile non costituisce alcun problema, così come per i composti organici presenti nei combustibili, immessi attraverso il bruciatore principale, che saranno completamente termodistrutti. Limitando il contenuto di cloro nei materiali immessi in ciclo, si riduce la formazione dei cloruri alcalini (e di altri cloruri metallici), che possono causare la formazione di depositi ed alterare le condizioni all interno del forno, pregiudicando, di conseguenza, il rendimento dei filtri, e, quindi, peggiorano le emissioni polverigene. Per i materiali fortemente alcalini, può essere necessario eliminare parte della polvere, anziché riciclarla nel forno, onde evitare che il prodotto finale abbia un elevato contenuto di alcali. In tal caso, l uso di materie prime scarsamente alcaline può consentire di riciclare la polvere nel processo, evitando in tal modo la produzione di rifiuti. Una tecnica per ridurre sia il consumo energetico, che le emissioni dell industria del cemento, è quella di ridurre il contenuto di clinker nel cemento; ciò è possibile attraverso l aggiunta di filler - per esempio sabbia, scorie, calcare, ceneri volanti e pozzolana - nella fase di macinazione. In Europa, la percentuale di clinker mediamente presente nel cemento è pari a 80-85%; molti produttori di cemento sono attualmente impegnati nello sviluppo di tecniche che possano consentire di abbassare ulteriormente la percentuale di clinker, mantenendo immutate la qualità e le prestazioni del prodotto. 6.5 Tecniche per il controllo delle emissioni di NO x La tab. 10 richiama le tecniche che hanno l effetto di ridurre le emissioni degli NO x, ascrivibili alla produzione di clinker. 48

Tab. 10 Tecnica Raffreddamento della fiamma Bruciatore Low NO x Combustione a stadi Accensione a metà forno Clinker mineralizzato SNCR Sintesi delle tecniche per il controllo degli NOx Applicabilità ai Efficienza Emissioni riferite Costi riferiti 3 vari sistemi di della cottura riduzione mg/nm 3 1 kg/t 2 investimento gestionali Tutti 0-40% 0,0-0,2 0,0-0,5 700 1,4 Tutti 0-30% 0,15-0,8 0 Con precalcinatore 10-30% 700-1000 1,4-2,0 0,1-2 0 Con 1-4 0 preriscaldatore Lunghi 20-40% N.D. 4-0,8-1,7 N.D. 4 Tutti 10-15% N.D. 4 - N.D. 4 N.D. 4 Con preriscaldatore e precalcinatore 10-70% 500-800 0,8-1,6 0,5-1,5 0,3-0,5 1) normalmente si riferisce alle medie giornaliere, gas secco, 273 K, 101,3 kpa e 10% O 2 2) kg/t di clinker: basato su 2.000 m 3 /t di clinker 3) costi di investimento in 10 6 euro e costi di esercizio in euro/t di clinker, normalmente riferiti ad un forno avente una capacità produttiva di 3.000 t di clinker/giorno e emissioni iniziali fino a 2.000 mg NO x/nm 3 4) informazioni non disponibili 6.5.1 Misure primarie per il controllo delle emissioni La realizzazione di misure primarie di ottimizzazione - quali interventi per il controllo di processo, miglioramento della fiamma, ottimizzazione dei recuperi di gas caldi dal raffreddatore e della scelta dei combustibili - contribuiscono a ridurre le emissioni di NO x. Alcuni sistemi moderni, costituiti da forno con preriscaldatore e/o da forno con preriscaldatore/precalcinatore, fanno registrare emissioni inferiori a 800 mg NO x /Nm 3 correlabile all adozione di misure primarie, da sole o in combinazione con la combustione a stadi. Qualora tale livello non possa essere raggiunto, è necessario intervenire sulla qualità delle materie prime (combustibilità della miscela del crudo) e sulla configurazione della linea di cottura. Il raffreddamento della fiamma L aggiunta d acqua al combustibile o direttamente alla fiamma abbassa la temperatura ed aumenta la concentrazione di radicali idrossilici. Ciò può influire positivamente sulla riduzione degli NO x nella zona di combustione, con efficienza di riduzione tra lo 0 e il 40%. Altro calore è necessario per far evaporare l acqua e ciò comporta un leggero incremento del consumo termico e delle emissioni di CO 2 (nella misura di circa lo 0,1-1,5% circa) rispetto alle emissioni totali di CO 2 del forno [Rapporto Cembureau, 1997]. Inoltre, l iniezione d acqua può compromettere il funzionamento del forno. Si ritiene che i costi d investimento per un forno avente una capacità produttiva di 3.000 t di clinker/giorno oscillino nell intervallo 0,0-0,2 milioni di euro, mentre i costi di esercizio nel range 0,0-0,5 euro/t di clinker [Cembureau]. 49

Bruciatore Low NO x La configurazione dei bruciatori Low NO x si differenzia sensibilmente dal punto di vista dei dettagli, ma sostanzialmente il carbone (combustibile) e l aria sono immessi nel forno attraverso tubi concentrici. La percentuale di aria primaria scende al 6-10% di quella richiesta per la combustione in condizioni stechiometriche (20-25% nei bruciatori convenzionali); l aria assiale viene introdotta ad alta velocità nel canale esterno. Il carbone può essere alimentato attraverso la condotta centrale o il canale intermedio. Un terzo canale serve per l aria in turbolenza, essendo questa indotta da una serie di palette che si trovano sullo scarico del tubo di accensione, o dietro. Questa configurazione del bruciatore favorisce un accensione molto precoce, soprattutto dei composti volatili contenuti nel combustibile, in un atmosfera povera di ossigeno, con minor formazione degli NO x. Nelle migliori condizioni di progetto ed esercizio, si registrano riduzioni di NO x fino al 30% [Int.Cem.Rev. ottobre/97], ma non sempre l applicazione dei bruciatori Low NO x consente una rilevante riduzione delle emissioni di NO x. I costi d investimento da sostenere per l installazione di un bruciatore Low NO x ammontano a circa 150.000-300.000 euro per un forno di capacità pari a 3.000 t di clinker/giorno [Rapporto Cembureau, 1997] [Rapporto olandese, 1997]. 6.5.2 La combustione a stadi La combustione a stadi caratterizza i forni di cottura del clinker con più livelli di combustione, dotati in prevalenza di appositi precalcinatori. Il primo stadio della combustione è rappresentato dal forno rotante, che opera in condizioni ottimali per il processo di cottura del clinker. Il secondo stadio è il bruciatore che si trova all ingresso del forno, che provoca un atmosfera riducente, la quale decompone una parte degli ossidi di azoto prodotti nella zona di sinterizzazione. L'elevata temperatura di questa zona è particolarmente propizia per la reazione che converte NO x in azoto elementare. Nel terzo stadio della combustione, il combustibile per la calcinazione viene immesso nel calcinatore con un volume prefissato di aria terziaria, producendo anche qui un atmosfera riducente; questo riduce la produzione degli NO x presenti nel combustibile e diminuisce anche la quantità di NO x provenienti dal forno. Nel quarto ed ultimo stadio della combustione, l aria terziaria residua viene immessa nel sistema sotto forma di top air per l ultima parte della combustione [Rapporto olandese, 1997]. Ciò che contraddistingue i calcinatori attualmente in uso sono sostanzialmente la diversa ubicazione del punto di immissione del combustibile, le modalità con cui il combustibile, la farina e l aria terziaria sono distribuiti e la configurazione geometrica [Rapporto olandese, 1997]. La tecnologia dell ignizione a più stadi può essere impiegata solo con forni dotati di precalcinatore. Per poterla adottare nei sistemi con preriscaldatore a cicloni, privi di precalcinatore, è necessario apportare all impianto sostanziali modifiche. Se a ciò non si può associare un incremento della capacità produttiva, i produttori propongono il cosiddetto piccolo condotto per l aria terziaria e il calcinatore. In tal caso, solo una piccola percentuale quantificabile intorno al 10-25% - del calore complessivo di cui il forno ha bisogno, passa attraverso il calcinatore, ma è comunque sufficiente a produrre una zona riducente per la decomposizione degli ossidi di azoto [ZKG 10/96]. La tecnologia della combustione a stadi consente in alcuni impianti di moderna concezione, opportunamente ottimizzati, di raggiungere livelli di emissione inferiori a 700 mg NO x /Nm 3. Le emissioni di CO e SO 2 possono aumentare se il processo di combustione non viene completato nel precalcinatore [Rapporto Cembureau, 1997]; quando si è tentato di raggiungere rendimenti elevati, sono stati riscontrati problemi con le emissioni di CO e fenomeni di intasamento [Cembureau]. 50

I fornitori dei diversi sistemi di combustione a stadi riportano nelle specifiche potenziali riduzioni degli NO x fino anche al 50%. Tuttavia, è difficile mantenere i valori garantiti per questo livello di abbattimento degli NO x, qualora si desiderino limitare contemporaneamente le emissioni di CO [ZKG 10/1996]. I costi d investimento per l installazione della combustione a stadi in un forno con precalcinatore ammontano a 0,1-2 milioni di euro, in funzione della configurazione del calcinatore esistente [Cembureau]. Per un precalcinatore e un condotto per l aria terziaria in un forno con preriscaldatore avente una capacità produttiva di 3.000 t/giorno, dotato anche di raffreddatore a griglia, occorrono da 1 a 4 milioni di euro. Per convertire un forno con preriscaldatore da 3.000 t/giorno con raffreddatore a satelliti in un forno con precalcinatore e raffreddatore a griglia ci vogliono da 15 a 20 milioni di euro [Rapporto Cembureau, 1997]. L alimentazione del bruciatore secondario con materiali in pezzatura (per esempio, plastica, CDR, gomma) è una possibile variante integrativa della tecnica della combustione a stadi, poiché, quando il combustibile brucia, si viene a creare una zona riducente. Nei forni con preriscaldatore/precalcinatore il combustibile in pezzatura può essere introdotto all'ingresso del forno o all altezza del precalcinatore, con effetti positivi sulla riduzione degli NO x ; tuttavia, è molto difficile produrre un atmosfera riducente sufficientemente controllata e stabile, bruciando combustibili in pezzatura [Rapporto Cembureau, 1997]. 6.5.3 La combustione a metà forno Nei forni lunghi a via umida e a via secca, la formazione di una zona riducente, che derivi dalla combustione del combustibile in pezzatura, può ridurre le emissioni degli NO x. Poiché i forni lunghi di solito non hanno punti di accesso in zone a temperature comprese tra 900 e 1000 C, sistemi con combustione a metà del forno sono stati installati in alcuni impianti allo scopo di utilizzare i rifiuti combustibili che non possono essere introdotti attraverso il bruciatore principale (per esempio, i pneumatici) [Rapporto Cembureau, 1997]. Tenendo conto della configurazione meccanica, il combustibile può essere iniettato solo in modo intermittente, una volta per ogni rotazione del forno. Per mantenere la continuità del flusso di calore, si possono usare combustibili solidi, che bruciano lentamente, quali i pneumatici o altri combustibili di rifiuto (oli). Gli impianti di questo tipo sono pochi e sono state registrate riduzioni degli NO x che in alcuni casi hanno raggiunto il 20-40%.La velocità della combustione di tali combustibili non convenzionali può essere importante. Se è troppo lenta, nella zona di combustione possono manifestarsi condizioni riducenti, le quali possono influire notevolmente sulla qualità del prodotto. Se è troppo elevata, la sezione di catene del forno può surriscaldarsi e le catene possono ammalorarsi [Int.Cem.Rev., ottobre/97]. I costi d investimento per la conversione del forno e per le attrezzature di movimentazione del combustibile possono essere di circa 0,8-1,7 milioni di euro, e dello stesso ordine di grandezza possono essere le spese annue di manodopera e manutenzione [Int.Cem.Rev., ottobre/97]. 6.5.4 Clinker mineralizzato L aggiunta di mineralizzatori al crudo è una tecnica che ha lo scopo di migliorare la qualità del clinker e ridurre la temperatura della zona di sinterizzazione; se la temperatura di combustione diminuisce, anche la formazione degli NO x si riduce. La riduzione degli NO x potrebbe essere del 10-15%, ma sono state segnalate diminuzioni finanche al 50% [Cementa AB, 1994]. Un esempio di mineralizzatore è rappresentato dal fluoruro di calcio, ma aggiunte eccessive potrebbero far aumentare le emissioni di HF. 51

6.5.5 Riduzione selettiva non catalitica (SNCR) La riduzione selettiva non catalitica (SNCR) richiede l immissione di composti di NH 2 -X (soluzione acquosa di ammoniaca e/o urea) nel gas esausto in modo da ridurre NO in N 2. La reazione è ottimale nella finestra di temperatura tra 800 e 1000 C, con un tempo di permanenza sufficiente perchè gli agenti iniettati reagiscano con gli NO. Questo intervallo di temperatura si raggiunge facilmente nei forni con preriscaldatore in sospensione, nei forni con precalcinatore e forse in alcuni forni Lepol. Attualmente, non esistono però installazioni su scala industriale di SNCR nei forni Lepol, ma risultati molto promettenti sono giunti da studi pilota condotti in Germania [Göller]. Nei forni lunghi a via umida e a via secca potrebbe essere molto difficile, o impossibile, ottenere la giusta temperatura e il necessario tempo di permanenza. Il composto di NH 2 -X più comune è l ammoniaca in soluzione acquosa al 25% di NH 3 [Rapporto Cembureau, 1997]. Altri possibili agenti di riduzione utilizzabili su scala industriale sono ammoniaca, soluzioni contenenti urea, nitrolime o cianamide e altre sostanze analoghe [Int.Cem.Rev., gennaio/96]. Dall esperienza risulta che l ammoniaca in soluzione acquosa rappresenta la sostanza migliore per la SNCR nei forni con preriscaldatore e precalcinatore [Rapporto Cembureau, 1997]. Ulteriori sviluppi nell applicazione della SNCR sono necessari qualora l impianto sia già dotato di sistema di combustione a stadi. L uso simultaneo di entrambe queste tecniche richiede che le temperature, i tempi di permanenza ed i composti gassosi nella zona interessata dalla reazione siano regolati in modo che si adattino l uno con l altro [ZKG 10/1996]. Attualmente n 18 forni di cottura nei Paesi dell UE ed EFTA sono dotati di SNCR, come indicato nell Allegato C. La maggior parte degli impianti che applicano la SNCR sono stati progettati e/o gestiti per abbattere gli NO x in una percentuale del 10-50% (con Rapporto molare NH 3 /NO 2 di 0,5-0,9) e per raggiungere livelli di emissione di 500-800 mg NO x /Nm 3, valore che è sufficiente per rispettare la legislazione vigente di alcuni Paesi. È di fondamentale importanza gestire il sistema nell intervallo di temperatura indicato, in quanto se la temperatura scende al di sotto di tale livello si libera ammoniaca che non ha reagito (la cosiddetta fuga di NH 3 ), mentre a temperature significativamente più elevate l ammoniaca si ossida in NO x. La fuga di NH 3 si può verificare anche in presenza di un rapporto molare NH 3 /NO 2 elevato, per esempio di 1,0-1,2. In altri settori industriali, la fuga di NH 3 ha comportato la formazione di particelle nebulizzate di cloruri e solfati di ammonio, che sono passati attraverso i filtri e sono diventati visibili sotto forma di pennacchio bianco al di sopra del camino. L ammoniaca inutilizzata può ossidarsi e trasformarsi in NO x nell atmosfera e la fuga di NH 3 può portare anche alla formazione di polvere arricchita di ammoniaca, che non può essere riciclata nel mulino cemento [Cembureau]. Si possono determinare anche emissioni di monossido di carbonio (CO) e di protossido di azoto (N 2 O) [World Cement, marzo 1992]. Un ulteriore quantità di calore è necessaria per far evaporare l acqua presente nella soluzione iniettata, con conseguente leggero innalzamento delle emissioni di CO 2. Il trasporto e lo stoccaggio dell ammoniaca rappresentano un potenziale pericolo per l ambiente e richiedono l adozione di specifiche misure di sicurezza [Rapporto Cembureau, 1997]. Per questo si preferisce utilizzare ammoniaca in soluzione acquosa al 25%. 52

Il rendimento della riduzione degli NO x aumenta con il rapporto molare NH 3 /NO 2. Tuttavia, la percentuale di riduzione degli ossidi di azoto non può essere semplicemente aumentata a piacere, in quanto un più elevato dosaggio potrebbe causare il fenomeno della fuga di NH 3. In un forno con preriscaldatore a cicloni a quattro stadi, avente una capacità produttiva massima di 2.000 t/giorno di clinker, un rapporto molare di circa 1,0 ha fatto registrare una riduzione degli NO x dell 80%, senza fuga di NH 3. Il corretto funzionamento (adeguatezza del sistema di controllo, ottimizzazione dell immissione della soluzione acqua-nh 3 ) del sistema SNCR non implica emissioni di ammoniaca più elevate di quelle consuete [Int.Cem.Rev., gennaio/96]. Ciclone 3 Ciclone 4 Iniezione di reagente (ammoniaca, urea ) Gas caldi Forno rotante Fig. 15 Schema Sistema SNCR Secondo Cembureau, l investimento per un sistema SNCR in un forno con preriscaldatore da 3.000 t/giorno con emissioni iniziali di NO x fino a 2.000 mg/nm 3 e con una riduzione degli NO x fino al 65% (es. 700 mg NO x /m 3 ), impiegando soluzioni di ammoniaca come agente riduttore, è oscillante da 0,5 a 1,5 milioni di euro, in funzione delle disposizioni di sicurezza previste per lo stoccaggio delle soluzioni ammoniacali. Lo stesso forno ha un costo di esercizio di 0,3-0,5 euro/t di clinker, una cifra che dipende principalmente dal costo dell ammoniaca iniettata [Rapporto Cembureau, 1997]. 6.5.6 Riduzione selettiva catalitica (SCR) Il sistema SCR riduce NO e NO 2 a N 2 con l aiuto di NH 3 e di un catalizzatore, ad una temperatura di circa 300-400 C. Questa tecnica trova vasto impiego per l abbattimento degli NO x nelle centrali termoelettriche a carbone, inceneritori di rifiuti. 53

Invece, nell industria del cemento, si considerano fondamentalmente due situazioni: il trattamento di gas esausti a basso e quello ad alto contenuto di polveri. I sistemi con gas esausti scarsamente polverosi richiedono il riscaldamento degli effluenti depolverati, con conseguente innalzamento dei costi gestionali. I sistemi per il trattamento di gas esausti ricchi di polvere sono preferiti per motivi tecnici ed economici [Rapporto Cembureau, 1997] [Rapporto olandese, 1997]. Fino ad oggi, la SCR è stata testata solo su forni con preriscaldatore e su quelli a via semi-secca (Lepol), ma potrebbe essere applicabile anche ad altri forni. Le emissioni degli NO x possono diminuire anche in misura considerevole, applicando la SCR ai sistemi per il trattamento dei gas ricchi di polvere (85-95%) [Rapporto Cembureau, 1997]. Risultati in questo senso sono stati conseguiti da alcuni studi condotti su Impianti pilota, con piccole quantità (3%) di gas esausto, in Austria, Germania, Italia e Svezia. I livelli di emissione degli NO x sono risultati di circa 100-200 mg/nm 3 senza alcuna perdita di attività catalitica, eccezion fatta per uno studio effettuato recentemente in Austria, il quale ha messo in evidenza una notevole abrasione del catalizzatore dopo circa 5.000 ore di funzionamento, che ne ha accorciato la vita utile a meno di un anno [Göller]. I dubbi dal punto di vista tecnico ed economico sull applicazione su vasta scala della tecnica SCR potranno solamente essere superati con verifica delle applicazioni su scala industriale. Le principali incertezze riguardano l elevata concentrazione di polvere nei gas (fino a 500 g/nm 3 ), le tecniche per eliminare la polvere dal catalizzatore, la vita utile dei catalizzatori ed i costi complessivi d investimento [Cembureau]. Dato che i catalizzatori eliminano al tempo stesso anche gli idrocarburi, la SCR consente anche la riduzione di COV e PCDD/PCDF. I costi previsti per l installazione della SCR nell industria del cemento variano fortemente e le variabili principali sono i costi di produzione e la vita utile del catalizzatore. Un impianto sperimentale di SCR su scala industriale è in costruzione in Germania, potendo contare su finanziamenti governativi. Anche l Austria sta considerando la costruzione di un impianto su scala industriale, anche in questo caso con fondi stanziati dal governo [Göller]. In un rapporto prodotto dall UBA austriaco, il costo complessivo per raggiungere 100-200 mg/nm 3, riferito al 10% di O 2, è stimato in meno di 2,3 euro/t di clinker per un forno avente una capacità produttiva di 850 t di clinker/giorno [Rapporto austriaco, 1998]. Uno studio olandese dimostra che l installazione della SCR presso il cementificio olandese avrebbe un costo di 2.500 euro per tonnellata di NO x abbattuti. A Slite, in Svezia, un forno a via secca con preriscaldatore in sospensione e precalcinatore della Cementa AB, con capacità produttiva di 5.800 t di clinker/giorno, è stato testato per circa un anno con un sistema SCR pilota per elevate concentrazioni di polveri, collocato a valle di un sistema SNCR, allo scopo di valutare quanto costerebbe installare un sistema SCR in scala industriale a valle della SNCR (ciò significa livelli iniziali di NO x nella SCR inferiori a 200 mg/m 3 ). Il costo d investimento stimato è di circa 11,2 milioni di euro più un costo di esercizio di circa 1,3 euro/t di clinker, per un totale di 3,2 euro/t di clinker. Il costo per ogni ulteriore chilo di NO x abbattuto sarebbe di 5,5-7,3 euro per la SCR, un costo troppo elevato e irragionevole. In un rapporto compilato per DG XI, Ökopol valuta il costo complessivo per ottenere 200 mg/nm 3 compreso tra 0,75 euro/t di clinker (forno da 5.000 t di clinker/giorno, livello iniziale di emissione degli NO x di 1.300 mg/nm 3 ) e 1,87 euro/t di clinker (forno da 1.000 t di clinker/giorno, livello iniziale di emissione degli NO x di 2.000 mg/nm 3 ). I calcoli si basano su un costo d investimento di circa 2,5 milioni di euro e costi di esercizio più bassi di quasi il 25% rispetto a quelli necessari per la SNCR. Questi dati sono stati forniti dai fornitori e dai gestori degli impianti pilota. I calcoli hanno considerato che catalizzatore venga sostituito dopo 5 anni [Rapporto Ökopol, 1998]. Il Cembureau fissa i costi d investimento per un forno con preriscaldatore da 3.000 t di clinker/giorno in 3,5-4,5 milioni di euro, sottolineando che le indicazioni al riguardo provengono solo dai Fornitori e non comprendono le modifiche da apportare agli impianti [Rapporto Cembureau, 1997]. Il costo complessivo (costo d investimento + costi di esercizio) per il trattamento dei gas esausti ricchi di polvere con la SCR ammonterebbe a circa 1,5-2,5 euro/t di clinker; per il trattamento dei 54

gas esausti poveri di polvere, il costo complessivo è stimato in circa 5 euro/t di clinker [Rapporto olandese, 1997]. 6.6 Tecniche per il controllo delle emissioni di SO 2 Per contenere le emissioni di SO 2 è necessario innanzitutto considerare misure primarie di ottimizzazione del processo, tra le quali rientrano la regolarizzazione del funzionamento del forno, la scelta del tenore di ossigeno, delle materie prime e dei combustibili. Nei forni lunghi, più elevata è la percentuale di ossigeno, più basso è il livello di SO 2 e più elevato è il livello degli NO x. Per tutelare l ambiente occorre raggiungere un equilibrio, ottimizzando il rapporto NO x /SO 2 /CO, attraverso la percentuale di ossigeno presente nella parte posteriore dell impianto. Nei casi in cui queste misure non siano sufficienti, si possono introdurre ulteriori misure "a valle". La tab. 11 riporta le tecniche che riducono le emissioni di SO 2 prodotte dalla fabbricazione del cemento. Tab. 11 Tecniche per il controllo delle emissioni di SO 2 Tecnica Applicabilità ai forni Efficienza della riduzione Emissioni riferite Costi 3 mg/nm 3 1 kg/t 2 investimento esercizio Aggiunta di tutti 60-80% 400 0,8 0,2-0,3 0,1-0,4 adsorbenti Scrubber a via a via secca fino al 90% < 400 < 0,8 11 1,4-1,6 secca Scrubber a via tutti > 90% < 200 < 0,4 6-10 0,5-1 umida Carboni attivi a via secca fino al 95% < 50 < 0,1 15 4 N.I. 5 1) normalmente riferito alle medie giornaliere, gas secco, 273 K, 101,3 kpa e 10% O 2 2) kg/t di clinker: basato su 2.000 m 3 /t di clinker 3) costo d investimento in 10 6 euro e costi di esercizio in euro/t di clinker 4) questo costo comprende anche un processo SNCR, riferito ad un forno con capacità produttiva di 2.000 t di clinker/giorno e emissione iniziale di 50-600 mg SO 2 /Nm 3 5) nessuna informazione 6.6.1 Aggiunta di adsorbenti L aggiunta di adsorbenti - quali calce spenta (Ca(OH) 2 ), calce viva (CaO) o ceneri volanti attivate ad elevato contenuto di CaO - al gas esausto del forno può captare parte della SO 2. La sostanza adsorbente può essere iniettata a secco o a umido [Rapporto olandese, 1997]. È stato osservato che per i forni con preriscaldatore l iniezione diretta della calce spenta nel gas esausto è meno efficace di quella della calce spenta nella carica del forno. L SO 2 reagisce con la calce formando CaSO 3 e CaSO 4, che quindi entrano nel forno insieme al crudo e si fissano nel clinker [Rapporto olandese, 1997] [Rapporto Cembureau, 1997]. Questa tecnica è adatta per la depurazione dei flussi gassosi che contengono concentrazioni moderate di SO 2 e può essere applicata ad una temperatura di oltre 400 C. Le più alte percentuali di riduzione si raggiungono a temperature superiori a 600 C. Si raccomanda di usare un adsorbente contenente Ca(OH) 2 con elevata superficie specifica e altamente poroso [Rapporto olandese, 1997]. La calce spenta non è molto reattiva, pertanto si richiedono rapporti molari Ca(OH) 2 /SO 2 compresi tra 3 e 6 [Rapporto Cembureau, 1997]. I flussi gassosi contenenti elevate concentrazioni di SO 2 richiedono una quantità stechiometrica di adsorbente 6-7 volte superiore, il che significa costi gestionali elevati [Rapporto olandese, 1997]. Riduzioni di SO 2 dell ordine del 60-80% sono possibili aggiungendo gli adsorbenti nei forni con preriscaldatore in sospensione. Con livelli iniziali non superiori a 400 mg/nm 3, si possono teoricamente raggiungere 100 mg/nm 3. Nessun impianto ha finora applicato questa tecnica per arrivare a un tale livello di riduzione. La maggior parte degli impianti europei deve sottostare a valori limite di emissione che corrispondono 55

alle emissioni attualmente raggiunte e, quindi, non richiedono alcun abbattimento. Per livelli iniziali fino a 1.200 mg/nm 3 l aggiunta di adsorbenti permette di raggiungere circa 400 mg/nm 3. Con livelli iniziali superiori a 1.200 mg/nm 3 l aggiunta di calce spenta alla farina è antieconomica [Rapporto olandese, 1997]. L applicazione di questa tecnica potrebbe comportare il rischio di un aumento del riciclo dello zolfo e dell instabilità del forno, in quanto ritornano al forno livelli più elevati di zolfo [Cembureau]. In linea di principio l aggiunta di adsorbenti è applicabile a tutti i forni [Rapporto olandese, 1997], anche se si usa in prevalenza nei preriscaldatori in sospensione durante la marcia diretta (con molino crudo fermo). Esiste almeno un sistema a via umida con forno lungo in cui NaHCO 3 secco viene iniettato nel gas esausto prima del filtro elettrostatico al fine di ridurre i picchi di emissioni di SO 2 [Marchal]. L aggiunta di calce alla carica del forno peggiora la qualità dei granuli/noduli e causa problemi di flusso nei forni Lepol. L aggiunta di adsorbenti si usa attualmente per evitare il superamento dei limiti autorizzati in presenza di picchi e/o condizioni anomale di esercizio - marcia diretta; quindi, in generale, non si tratta di un attività in continuo, ma si attua solo se le circostanze lo richiedono [Rapporto olandese, 1997]. Con una concentrazione iniziale di SO 2 fino a 3.000 mg/nm 3, una riduzione fino al 65% e un costo per la calce spenta di 85 euro/t, l investimento necessario per un forno con preriscaldatore avente una capacità produttiva di 3.000 t di clinker/giorno è di circa 0,2-0,3 milioni di euro, con costi gestionali di circa 0,1-0,4 euro/t di clinker [Rapporto Cembureau, 1997]. 6.6.2 Lo scrubber a secco La riduzione di emissioni di SO 2 molto elevate (maggiori di 1.500 mg/nm 3 ) richiede un distinto scrubber. Un modello di scrubber a secco usa un tubo di Venturi per produrre un letto fluido consistente in una miscela di calce spenta e farina cruda. Il contatto intenso tra il gas e l adsorbente, il lungo tempo di permanenza e la bassa temperatura (vicina al punto di rugiada) consentono un assorbimento di SO 2 di buon livello. Il gas che esce dal tubo di Venturi viene caricato con l adsorbente, che viene raccolto in un precipitatore elettrostatico. Una parte dell adsorbente così raccolto viene reimmesso nello scrubber, mentre il resto viene aggiunto all ingresso del forno e opportunamente trasformato in clinker [Rapporto Cembureau, 1997]. Una riduzione di SO 2 del 90% - pari ad una concentrazione del gas depurato di 300 mg SO 2 /Nm 3 - è possibile se la concentrazione iniziale di SO 2 è di 3.000 mg/nm 3. Uno scrubber a secco ridurrà anche le emissioni di HCl e HF. Gli scrubber a secco possono essere installati su tutti i forni a via secca. Per una concentrazione iniziale di SO 2 fino a 3.000 mg/nm 3 e un costo della calce spenta di 85 euro/t, il costo d investimento è di circa 11 milioni di euro per un forno con preriscaldatore da 3.000 t di clinker /giorno, e i costi di esercizio sono pari a quasi 1,6 euro/t di clinker. L ulteriore contenuto di zolfo del clinker riduce la quantità di gesso supplementare richiesta dal mulino cemento. Inserendo nel preventivo di spesa la quota necessaria per la sostituzione del gesso, i costi di esercizio scendono a 1,4 euro/t di clinker [Rapporto Cembureau, 1997]. In Europa è in esercizio un solo scrubber a secco per la riduzione delle emissioni di zolfo di un cementificio (e forse in tutto il mondo) presso un impianto della HCB-Untervaz in Svizzera. Questo sistema comprende un forno con preriscaldatore in sospensione a quattro stadi e raffreddatore a satelliti ed ha una capacità produttiva massima di 2.000 t di clinker/giorno. I livelli di emissione non abbattuti arrivano a 2.500 mg SO 2 /Nm 3 (gas secco, 10% O 2 ) nel funzionamento diretto e fino a 2.000 mg SO 2 /Nm 3 nella marcia combinata. Il livello medio di emissione abbattuto nel 1998 è stato di 385 mg SO 2 /Nm 3 [Cembureau]. 6.6.3 Lo scrubber a via umida Lo scrubber a via umida rappresenta la tecnica più comune per desolforare i fumi emessi dalle centrali termoelettriche a carbone. SO x sono assorbiti da un liquido o da un fango che viene iniettato in una torre ad iniezione o fatto gorgogliare nel liquido/slurry. Come adsorbente si possono usare carbonato, idrossido o ossido di calcio. Sono attualmente cinque gli scrubber a via umida in 56

esercizio nell industria del cemento europea, e tutti sono torri a iniezione. Lo slurry viene spruzzato in controcorrente nel gas esausto e raccolto in un serbatoio di ricircolo posto sul fondo dello scrubber dove il solfuro formatosi è ossidato a solfato, dando così origine a solfato biidrato di calcio. Questo viene separato e usato come gesso nella macinazione del cemento, mentre l acqua ritorna allo scrubber [Cembureau] [Rapporto Cembureau, 1997][Cementa AB, 1994][Coulburn]. Ciò permette un abbattimento dell SO 2 superiore al 90%. La Cementa AB gestisce un forno con preriscaldatore avente una capacità produttiva di 5.800 t di clinker/giorno, con una concentrazione iniziale di SO 2 nei fumi di 1.200-1.800 mg/nm 3. La Castle Cement gestisce un forno con preriscaldatore da 2.500 t di clinker/giorno con una concentrazione iniziale media giornaliera di SO 2 nei fumi di circa 800-1.400 mg/nm 3, con picchi che a volte superano i 2.000 mg/nm 3. Quando lo scrubber è in funzione, le emissioni di entrambi i forni rimangono al di sotto di 200 mg/nm 3 [Cembureau][Cementa AB][Junker]. Lo scrubber a via umida riduce, inoltre, significativamente le emissioni di HCl, di polveri, di metalli e di NH 3 [Cementa AB, 1994]. Lo scrubber a via umida può essere installato su tutti i tipi di forni. Si afferma che per installare lo scrubber la Castle Cement abbia dovuto sostenere un costo d investimento di 7 milioni di euro (comprendenti anche le modifiche che hanno dovuto essere apportate all impianto), mentre i costi d esercizio sono di circa 0,9 euro/t di clinker [Cembureau]. La Cementa AB ha investito circa 10 milioni di euro e ha un costo d esercizio di circa 0,5 euro/t di clinker [Cementa AB]. Con una concentrazione iniziale di SO 2 fino a 3.000 mg/nm 3 e una capacità produttiva del forno di 3.000 t di clinker/giorno, l investimento ammonta a 6-10 milioni di euro e i costi d esercizio si aggirano intorno a di 0,5-1 euro/t di clinker [Cembureau]. 6.6.4 Carboni attivi Gli inquinanti quali SO 2, composti organici volatili, metalli, NH 3, HCl, HF e polveri (a valle del precipitatore elettrostatico o del filtro a tessuto) possono essere rimossi dai gas esausti per adsorbimento su carboni attivi. Se è presente NH 3, o se questa viene aggiunta, il filtro separa anche gli NO x. Il filtro a carboni attivi è realizzato come un letto compatto con pareti divisorie modulari; la configurazione modulare permette di adattarlo ai diversi volumi di gas e alle diverse capacità produttive dei forni. I carboni attivi usati vengono periodicamente rimossi e stoccati in apposito silo a parte e sostituiti con adsorbente vergine. Quando il forno viene alimentato con carboni esausti, le sostanze presenti vengono reimmesse in ciclo ed, in gran parte, fissate nel clinker [Rapporto Cembureau, 1997], [Cementa AB, 1994], [Rapporto olandese, 1997]. L unico filtro a carboni attivi installato in un cementificio in Europa è quello di Siggenthal (Svizzera), a valle di un forno con preriscaldatore a cicloni a quattro stadi, con una capacità produttiva di 2.000 t di clinker/giorno. Le misurazioni effettuate hanno evidenziato un elevato potere adsorbente nei confronti di SO 2 e metalli. Nel corso di una prova protrattasi per 100 giorni, le concentrazioni di SO 2 misurate all ingresso del filtro sono risultate comprese tra 50 e 600 mg/nm 3, mentre a valle esse sono state ben al di sotto di 50 mg/nm 3. Le concentrazioni delle polveri sono scese da 30 mg/nm 3 a meno di 10 mg/nm 3 [Rapporto olandese, 1997]. Il filtro a carboni attivi può essere installato su tutti i tipi di forni a via secca. Il sistema di Siggenthal comprende anche un processo SNCR, finanziato dal Comune di Zurigo quasi per il 30% dell investimento complessivo (pari a circa 15 milioni di euro); la scelta di questo sistema di abbattimento delle emissioni è dovuta alla necessità di permettere al Cementificio di utilizzare come combustibile i fanghi di depurazione biologica [Rapporto olandese, 1997], [Cementa AB, 1994]. 57

6.7 Le tecniche per il controllo delle polveri Le principali fonti di emissioni polverigene del processo di fabbricazione del cemento sono il forno, il raffreddatore del clinker ed i mulini cemento. Oggi, si installano solo precipitatori elettrostatici o filtri a tessuto. Le polveri diffuse che derivano dalla movimentazione e dallo stoccaggio dei materiali, dalla frantumazione e dalla macinazione delle materie prime e dei combustibili sono convogliate e trattate in idonee unità filtranti a tessuto. I precipitatori elettrostatici ed i filtri a tessuto presentano alcuni vantaggi e altrettanti svantaggi. Entrambi hanno un grado di depolverazione molto elevato (>99,99%) nella marcia normale. In condizioni particolari, quali elevata concentrazione di CO, fasi di avvio e/o arresto del forno, conversione da marcia combinata (mulino del crudo in esercizio) a marcia diretta (mulino del crudo inattivo), l efficienza dei precipitatori elettrostatici può risultare sensibilmente ridotta, mentre non si hanno effetti negativi sui filtri a tessuto. Pertanto, i filtri a tessuto hanno un potere adsorbente complessivamente più elevato, purché la manutenzione sia adeguata e le maniche siano sostituite periodicamente; le maniche usate sono rifiuti e devono essere smaltite in conformità alle disposizioni normative nazionali. 6.7.1 I precipitatori elettrostatici I precipitatori elettrostatici generano un campo elettrostatico lungo il percorso del particolato nella corrente d aria. Le particelle si caricano negativamente e migrano verso le piastre di raccolta caricate positivamente; queste vengono battute o fatte vibrare ad intervalli periodici, in modo che il materiale si distacchi e cada nelle tramogge sottostanti. È importante che i cicli di battuta siano ottimizzati per minimizzare l eventualità di un successivo trascinamento del particolato e, quindi, i possibili effetti negativi sulle emissioni in atmosfera. La caratteristica dei precipitatori elettrostatici è di poter operare anche in presenza di temperature elevate (fino a quasi 400 C) e di elevata umidità. I fattori che influiscono sul potere adsorbente sono la velocità di flusso dei gas, la potenza del campo elettrostatico, il tempo di permanenza del particolato, la concentrazione di SO 2, il tenore di umidità, come pure la forma e la superficie degli elettrodi. In particolare, il rendimento dei precipitatori elettrostatici può essere compromesso dalla formazione di incrostazioni che determinano uno strato isolante sui piatti di raccolta, riducendo in tal modo il campo elettrico [Rapporto olandese, 1977]. Ciò può accadere quando l apporto di cloro e zolfo al processo è considerevole, formando così cloruri e solfati di metalli alcalini; i cloruri metallici alcalini generano polveri finissime (0,1-1 µm) con elevata resistività specifica (intorno a 10 12-10 13 Ω cm), che genera strati isolanti sugli elettrodi, con conseguenti problemi per la rimozione delle polveri. I problemi dovuti all'elevata resistenza delle polveri possono essere mitigati con immissione di acqua nelle fasi di raffreddamento per evaporazione [Karlsruhe II, 1996]. Negli impianti di sinterizzazione (industria del ferro e dell acciaio), la presenza di queste polveri fini di cloruri metallici alcalini è il motivo per cui i precipitatori elettrostatici tradizionali, anche se ben progettati e gestiti, non riescono a raggiungere livelli di emissione delle polveri inferiori a 100-150 mg/nm 3. Lo stesso problema, con presenza di cloruri metallici alcalini con un precipitatore elettrostatico malfunzionante, è stato rilevato presso un cementificio austriaco, durante l'impiego come combustibile di plastiche di scarto (con 1,3% di Cl). 58

Precipitatori elettrostatici adeguatamente dimensionati, associati ad un buon condizionamento dei gas e ad una pulizia ottimale dell apparecchiatura, possono ridurre i livelli di emissione fino a 20 mg/nm 3 come media mensile (gas secco, 273 K, 10% di O 2 ) [Rapporto austriaco, 1997]. È spesso possibile adeguare i precipitatori elettrostatici esistenti, senza doverli necessariamente sostituire totalmente, con conseguente contenimento dei costi. Ciò è possibile montando sugli impianti esistenti elettrodi più moderni oppure installando dispositivi automatici di controllo del voltaggio. Inoltre, si può migliorare il passaggio del gas nel filtro oppure si può aumentare il numero degli stadi. In un cementificio, i precipitatori elettrostatici acquistati nel 1979 per raggiungere livelli di emissione dell ordine di 50 mg/nm 3 sono stati adeguati e sono ora in grado di raggiungere livelli inferiori a 30 mg/nm 3 [Cementa AB]. Oltre alle polveri, i precipitatori elettrostatici rimuovono anche le sostanze che sono adsorbite sulle particelle di polvere, quali diossine e metalli, se presenti. Per il rendimento complessivo dei precipitatori elettrostatici è importante evitare il rilascio di CO. Al riguardo si rinvia al Cap. 6.4.1 Ottimizzazione del controllo di processo. La letteratura disponibile non prevede limitazioni per l applicabilità dei precipitatori elettrostatici ai diversi tipi di processo dell industria del cemento [Rapporto olandese, 1997]; tuttavia, non vengono più installati per la depolverazione dei mulini cemento, a causa delle emissioni relativamente alte, che caratterizzano le fasi di avvio e di arresto. I costi d investimento per l installazione di un precipitatore elettrostatico su un forno, avente una capacità produttiva di 3.000 t di clinker/giorno, con un livello iniziale di emissione fino a 5 g/m 3 e concentrazione di polveri nel gas depurato di 25-30 mg/nm 3, ammontano a circa 1,5-3,8 milioni di euro, e altri 0,6-0,8 milioni di euro occorrono per la torre di condizionamento e per il ventilatore del filtro, se richiesti. Lo stesso filtro avrebbe costi di esercizio di circa 0,1-0,2 euro/t di clinker. Un raffreddatore del clinker per un forno con capacità produttiva di 3.000 t di clinker/giorno, con un livello iniziale di emissione fino a 20 g/nm 3 e un tenore garantito di polveri nel gas depurato di 25-30 mg/nm 3, richiederebbe un investimento di circa 0,8-1,2 milioni di euro per l installazione di un precipitatore elettrostatico, con costi di gestione di 0,09-0,18 euro/t di clinker [Rapporto Cembureau, 1997]. 6.7.2 I filtri a tessuto Il principio base di questi filtri è utilizzare una membrana di tessuto permeabile all'aria, che, però, non lascia passare le polveri. Inizialmente, le polveri si depositano sia sulle fibre superficiali sia su quelle profonde del tessuto, ma a mano a mano che lo strato superficiale prende consistenza, le polveri stesse diventano il mezzo filtrante principale. L'effluente da trattare può fluire dall interno del tessuto verso l esterno o viceversa. Più spesso è lo strato delle polveri, maggiore è la resistenza al flusso di gas. Di conseguenza, il filtro deve essere pulito periodicamente per controllare la perdita di pressione del gas nel suo interno. I più diffusi metodi di pulizia consistono nel flusso d aria inverso, nello scuotimento meccanico, nella vibrazione e nel getto d aria compressa. Il filtro a tessuto dovrebbe essere costituito da più compartimenti, che possono essere individualmente isolati; in caso vada fuori servizio una manica, esso dovrebbe essere sufficiente a consentire che adeguate prestazioni siano mantenute se un compartimento viene staccato dalla linea operativa. Ogni compartimento dovrebbe essere equipaggiato con un sensore che segnali il cedimento del tessuto, ad indicare l esigenza di manutenzione. In generale, l uso dei moderni filtri a tessuto può ridurre le emissioni delle polveri fino a meno di 5 mg/nm 3 (gas secco, 273 K, 10% di O 2 ) [Rapporto austriaco, 1997]. Oltre alle polveri, i filtri a tessuto sono in grado di rimuovere anche le sostanze che sono adsorbite dal particolato, quali diossine e metalli, se presenti. La letteratura disponibile non segnala limitazioni all applicabilità dei filtri a tessuto ai diversi tipi di processo in uso nell industria del cemento [Rapporto olandese, 1997]. Le applicazioni che avvengono in presenza di temperature elevate richiedono tipi di tessuto particolari rispetto a quelli normalmente impiegati. Tuttavia, la scelta è piuttosto ampia. 59

I costi d investimento per l installazione di un filtro a tessuto nuovo in un forno, avente una capacità produttiva di 3.000 t di clinker/giorno, con un livello iniziale di emissione fino a 5 g/m 3 e concentrazione di polveri nel gas depurato di 25-30 mg/nm 3, ammontano a circa 1,5-3,5 milioni di euro, cui si devono aggiungere altri 0,6-0,8 milioni di euro nel caso in cui si richiedano una torre di condizionamento e un ventilatore del filtro. Le torri di condizionamento sono indispensabili solo per le applicazioni che si svolgono a basse temperature con maniche di poliacrilnitrile, per esempio. I costi d esercizio per lo stesso filtro sono di circa 0,15-0,35 euro/t di clinker. L investimento necessario per un filtro a tessuto, ad impulsi d aria con scambiatore di calore ariaaria e ventilatore, per un raffreddatore a griglia (da installarsi in un forno avente una capacità produttiva di 3.000 t di clinker/giorno), con un livello iniziale di emissione fino a 20 g/nm 3 e un tenore di polveri nel gas depurato di 20-30 mg/nm 3, è di circa 1,0-1,4 milioni di euro, con costi d esercizio dell ordine di 0,10-0,15 euro/t di clinker. Per un mulino cemento a sfere, con capacità produttiva di 160 t cemento/h, con un livello iniziale di emissione fino a 300 g/m 3 e concentrazione garantita di polveri nel gas depurato di 20-25 mg/nm 3, l installazione di un filtro a tessuto a impulso d aria richiederebbe un investimento di circa 0,3-0,5 milioni di euro, compreso il costo del ventilatore, con costi d esercizio di 0,03-0,04 euro/t di clinker [Rapporto Cembureau, 1997]. 6.7.3 L abbattimento delle polveri diffuse Le polveri diffuse derivano soprattutto dallo stoccaggio e dalla movimentazione delle materie prime, dei combustibili e del clinker, oltre che dalla circolazione degli automezzi all interno del sito produttivo. Un adeguata e sistematica manutenzione degli impianti contribuisce sempre indirettamente a contenere le polveri diffuse, riducendo le perdite d aria e le possibili fonti di emissione, così come l uso di dispositivi automatici di controllo e l esercizio regolare degli impianti di processo. [Rapporto Cembureau, 1997]. Alcune tecniche per l abbattimento delle polveri diffuse sono: protezioni antivento dei cumuli di materiali stoccati all aperto: evitare di stoccare all aperto materiali polverosi, ma, qualora ciò non fosse possibile, l emissione di polveri diffuse può essere ridotta usando opportune barriere antivento; nebulizzazione di acqua e sostanze chimiche idonee: quando la fonte di polverosità è ben localizzata, si può installare un sistema per la nebulizzazione dell acqua; le particelle di polvere inumidite tendono ad agglomerare e, quindi, a depositarsi. È, inoltre, disponibile una vasta gamma di agenti chimici per migliorare l efficienza della nebulizzazione dell acqua; pavimentazione, lavaggio e pulizia delle strade: le zone di transito degli autocarri dovrebbero essere, se possibile, pavimentate e la superficie di strade e piazzali mantenuta il più possibile pulita. Lavare le strade può abbattere l emissione delle polveri, soprattutto in condizioni di clima secco; sistemi aspiranti mobili e fissi: per prevenire la formazione di polveri diffuse durante le operazioni di recupero del materiale fuoriuscito, gli interventi di manutenzione e/o per anomalie ai sistemi di trasporto, è opportuno l uso di sistemi aspiranti. Gli impianti di nuova costruzione possono facilmente essere equipaggiati con aspiratori fissi, mentre per gli impianti esistenti si possono usare sistemi mobili e raccordi flessibili; captazione e depolverazione con filtri a tessuto: nei limiti del possibile, la movimentazione di tutti i materiali deve avvenire con sistemi chiusi in condizioni di depressione; l aria di aspirazione utilizzata a questo fine viene, quindi, depolverata per mezzo di filtro a tessuto prima di essere immessa nell atmosfera; stoccaggio al coperto con sistemi di movimentazione automatici: i sili del clinker e gli stoccaggi automatizzati e coperti delle materie prime polverulente e del carbone sono la soluzione più efficiente al problema del contenimento delle polveri diffuse prodotte dai depositi di grossi volumi di materiali. I depositi di questo tipo sono equipaggiati con uno o più filtri a tessuto per 60

prevenire la formazione di polveri diffuse durante le operazioni di carico e scarico [Rapporto Cembureau, 1997]. 6.8 Il contenimento delle altre emissioni atmosferiche 6.8.1 Gli ossidi di carbonio (CO 2, CO) Tutti gli interventi finalizzati alla riduzione del consumo di energia termica riducono anche le emissioni di CO 2. Ove possibile, la scelta di materie prime con basso tenore di sostanze organiche e/o di combustibili aventi un basso rapporto tra contenuto di carbonio e potere calorifico abbatte le emissioni di CO 2. Similmente, la scelta di materie prime con basso tenore di sostanze organiche abbatte anche le emissioni di CO. Tra le emissioni gassose, particolare attenzione deve essere rivolta all anidride carbonica, generata dalla reazione di decarbonatazione del calcare, che avviene all interno della linea di cottura del clinker (con un fattore di emissione pari a 0,7 1 t di CO 2 per t di cemento prodotto). Conformemente agli impegni assunti dai Governi durante la Conferenza di Kyoto nel dicembre 1997, i Paesi industrializzati devono perseguire l obiettivo di ridurre le emissioni di gas serra, identificabili in quantità di CO 2 equivalente, nel periodo 2008-2012, con riferimento ai livelli registrati nel 1990. I criteri di questa ripartizione sono basati su articolate valutazioni complessive delle capacità del Paese dal punto di vista energetico, tecnologico ed economico, nonché da autovalutazioni e puntuali scelte politiche. Le misure preventive per ridurre le emissioni di CO 2, derivanti dall industria del cemento, sono correlabili ai seguenti scenari: - utilizzo di combustibili alternativi, in sostituzione dei combustibili fossili tradizionali (carbone ed olio combustibile), al fine di sostituire l anidride carbonica prodotta da questi ultimi con quella che sarebbe comunque prodotta a seguito dello smaltimento dei rifiuti in Inceneritori e/o discariche. Nell ipotesi di incrementare la quota di recupero energetico di rifiuti nei forni di cottura fino al 20%, si registrerebbe un decremento delle emissioni di CO 2 di circa il 7%; questa situazione può verificarsi qualora venga assegnato un valore pari a zero per le emissioni conseguenti all utilizzo di waste fuels : - riduzione dei consumi termici e conseguente contenimento di flussi di emissione delle sostanze gassose; - riduzione del contenuto di clinker nel cemento, sostituito con materiali di adeguate proprietà idrauliche (pozzolane, loppe ), e contestuale incremento della produzione di cementi di miscela ; quest ipotesi è, comunque, legata alle richieste del mercato e delle specifiche dei capitolati di appalto delle infrastrutture; - razionalizzazione ed automazione del processo, con sistematico monitoraggio dei parametri di esercizio e delle emissioni. La determinazione quantitativa dei flussi di massa e dei corrispondenti fattori di emissione di CO 2 equivalente viene eseguita conformemente alla metodologia di calcolo ed agli algoritmi matematici riportati nelle Linee Guida CO 2 Emissions Monitoring and Reporting Protocol for the Cement Industry, elaborate dal Working Group Cement of the World Business Council for Sustainable Development. Vengono contabilizzati e certificati da Ente Esterno, i fattori di emissione di CO 2 diretta, cioè quelli ascrivibili alla decarbonatazione (rilascio di anidride carbonica durante il ciclo di riscaldamento 61

delle materie prime di origine calcarea, costituenti la miscela generatrice del clinker) ed alla combustione di combustibili (per energia termica di processo e servizi). 6.8.2 Composti e microinquinanti organici In circostanze di esercizio normali, le emissioni di COV sono modeste, così come le concentrazioni di PCDD/PCDF sono ampiamente inferiori a 0,1 ηg TE/Nm 3. Per minimizzare ulteriormente queste emissioni, non dovrebbero essere immessi nel forno, attraverso l alimentazione della farina, materiali con elevato tenore di COV, così come combustibili con elevate quantità di alogeni non dovrebbero essere usati nel bruciatore secondario. Per eliminare la possibilità di riformazione di PCDD/PCDF, è importante che i gas del forno siano raffreddati nell intervallo di temperatura compreso tra 450 e 200 C nel più breve tempo possibile. Nel caso si riscontri la presenza di concentrazioni elevate di COV, si può prendere in considerazione l assorbimento su carboni attivi (cfr. vedere p. 6.6.4). 6.8.3 I metalli Si dovrebbe evitare di alimentare il forno con materiali contenenti tenori elevati di metalli volatili. L accumulo di metalli, soprattutto del tallio, nei cicli interni ed esterni del forno determina l aumento delle emissioni al crescere del tempo d esercizio del sistema; questo fenomeno può essere ridotto, in parte o in toto, interrompendo tali cicli. Tuttavia, per lo stretto rapporto esistente tra cicli interni ed esterni è sufficiente interrompere solo il ciclo esterno, scaricando le polveri che si raccolgono nell'unità filtrante, anziché di reimmetterle nella farina. Tenendo conto della composizione, le polveri scaricate possono essere aggiunte direttamente nel mulino cemento [Karlsruhe II, 1996]. Essendo i metalli emessi (ad esclusione del mercurio) legati alla concentrazione di particolato, le strategie di abbattimento dei metalli coincidono con quelle di abbattimento delle polveri. Per minimizzare le emissioni di mercurio si può abbassare la temperatura dei gas esausti. Le sostanze non volatili rimangono nel processo essendo adsorbite nel clinker. In presenza di elevate concentrazioni di metalli volatili (specialmente mercurio), si può anche ricorrere all adsorbimento su carboni attivi (cfr. vedere p. 6.6.4). 6.9 Gli odori Gli odori sgradevoli dovuti alle emissioni di idrocarburi si possono evitare con l alimentazione, nella zona calda del forno, delle materie prime causa del fenomeno oppure, eventualmente, con l uso di filtri a carboni attivi. Se gli odori sono causati da composti dello zolfo, una soluzione può essere la sostituzione del combustibile e/o delle materie prime. 6.10 I rifiuti Il processo di produzione del cemento non origina emissioni solide, non produce scarti né rifiuti. Tutta la polvere captata dai presidi tecnici di filtrazione ad altissimo rendimento (>99,99%) può essere reintrodotta nel ciclo produttivo. A differenza di quanto avviene nelle caldaie e negli inceneritori, tutte le ceneri residue dalla combustione, affini ai costituenti della miscela in cottura nel 62

forno, vengono trattenute nel clinker come materia prima, impedendo quindi ogni generazione di rifiuti. Pertanto, i materiali di scarto sono solamente quelli generati dalle attività di supporto al processo produttivo, servizi generali e manutenzione degli impianti. Inoltre, l industria del cemento, a seguito dell adeguamento delle proprie tecnologie produttive alle sempre più stringenti esigenze ambientali e grazie all elevata efficienza degli impianti di abbattimento e all efficacia delle proprie procedure di controllo e gestione, intende anche proporsi come valida alternativa alle tradizionali modalità di smaltimento dei rifiuti, derivanti da altri cicli produttivi o di consumo. (cfr. anche p. 4.6) 6.11 Il rumore Il settore ha sempre dedicato grande attenzione al problema delle emissioni sonore, al fine di proteggere il personale durante l attività lavorativa e ridurre la propagazione dell energia sonora all esterno dei reparti e, quindi, oltre il perimetro del sito. Si prevedono interventi di bonifica acustica, finalizzati sia a ridurre i livelli di esposizione sonora degli addetti, in funzione delle varie operazioni svolte nei reparti, sino a valori prossimi a 85 db(a), sia a limitare, in conformità a quanto stabilito dalle normative vigenti, la propagazione del rumore all esterno del perimetro industriale. In particolare, le misure preventive normalmente attuate nel campo dell inquinamento acustico, connesso agli elevati livelli di pressione sonora registrabili presso frantoi, molini, compressori e ventilatori, riguardano: - preferenziare l uso di macchinari aventi, a parità di condizioni, minori livelli sonori; - dotare, nel limite del possibile, i ventilatori e le apparecchiature rumorose di silenziatori o di rivestimenti con materiali fonoassorbenti e fonoisolanti; - montare le apparecchiature rumorose su supporti antivibranti o su solette isolanti; - allontanare, per quanto possibile, il personale dalle sorgenti rumorose, generalizzando l uso di telecomandi e telemisure; - installare cabine insonorizzate, al cui interno il livello di pressione sonora è inferiore a 70 db(a); - eliminare tutti i rumori imputabili a difetti funzionali, verificando la tenuta degli isolamenti degli impianti di ventilazione e la presenza di giunti elastici tra i gruppi di ventilazione ed i collettori; - acquistare carrelli sollevatori e macchine operatrici con cabine insonorizzate e climatizzate; - coibentazione fonoisolante delle carcasse e tubazioni di mandata dei ventilatori; - lubrificazione automatica degli impianti di trasporto metallici del calcare e del clinker e delle macchine di ripresa del reparto premo (per una significativa riduzione dei rumori fluttuanti ed impulsivi). Inoltre, è opportuno valutare le varie fonti di inquinamento acustico, cercando di conciliare le esigenze operative con la minimizzazione delle emissioni sonore disturbanti, con particolare attenzione nella scelta degli impianti, privilegiando le macchine con minori livelli di pressione sonora, installando silenziatori a batterie assorbenti sulle bocche di aspirazione/mandata degli esautori dei filtri e silenziatori antipulsazione sulle soffianti e limitando le superfici di irraggiamento sonoro verso l ambiente circostante con idonee tamponature fonoassorbenti e fonoisolanti. 63

Interventi per la riduzione del rumore Qualsiasi configurazione di rumore riscontrabile nella realtà, dalla più semplice alla più complessa, è riconducibile allo schema illustrato nella figura sottostante che costituisce un utile riferimento sia per rappresentare in modo semplificato il fenomeno fisico, sia soprattutto per stabilire in modo esaustivo ed organico i criteri mediante i quali si può ridurre il livello sonoro immesso in un ambiente. I primi interventi che si possono effettuare sono quelli sulla sorgente sonora; questo tipo di interventi sono da privilegiare rispetto a quelli realizzati in prossimità dei ricettori in quanto sia acusticamente più efficaci, sia più accettati dai ricettori stessi. La loro efficienza, tuttavia, è tanto maggiore quanto più la loro attuazione è prevista già nella progettazione dei macchinari e nella pianificazione dei processi. La bonifica acustica di macchine, attrezzature, impianti, processi di lavorazione (cioè dei punti di generazione) assai spesso è il risultato dell applicazione di procedure e criteri molto approssimativi, derivanti da una insufficiente conoscenza delle tecnologie disponibili e/o da luoghi comuni, esperienze parziali. Modifiche successive possono essere difficilmente realizzabili, anche perché alterano la funzionalità della macchina e/o del processo, costose e acusticamente meno efficaci; inoltre è difficile trovare una strategia comune per impianti che, pur effettuando lo stesso tipo di produzione, hanno una distribuzione spaziale (lay-out) di processi e conseguenti sorgenti molto diverse tra loro. È quindi importante cercare di intervenire sulle vie di trasmissione e propagazione e sui ricettori del rumore, soprattutto nel caso di impianti esistenti. A questo proposito sono riportati, nella tabella seguente, a titolo esemplificativo e non esaustivo, una serie di interventi, mutuati dal decreto del Ministero dell Ambiente del 2.11.2000 ( Criteri per la predisposizione, da parte delle società e degli enti gestori dei servizi pubblici di trasporto o delle relative infrastrutture, dei piani degli interventi di contenimento e abbattimento del rumore ) che, se pur riguardanti il contenimento e l abbattimento delle immissioni rumorose derivanti dai sistemi pubblici di trasporto e relative infrastrutture, sono applicabili anche in ambito industriale poiché si focalizzano sulla propagazione e la ricezione dell immissione, prescindendo dalla sorgente sonora. Per quanto riguarda la valutazione dell indice di priorità degli interventi di risanamento, i criteri di progettazione degli interventi di risanamento e i metodi per individuare le percentuali di risanamento nel caso di sorgenti sonore che immettono rumore in un punto, si rimanda agli allegati 1, 3, 4 del DM Ambiente del 29/11/2000. 64

Tipo di intervento Campo di impiego Efficacia Pavimentazioni antirumore Impiego in situazioni non 3 db per tutti i ricettori a prescindere tradizionali particolarmente critiche o ad dalla quota relativa integrazione di altri interventi Pavimentazioni eufoniche Impiego in situazioni non particolarmente critiche o ad integrazione di altri interventi Barriere antirumore artificiali (metalliche, in legno, calcestruzzo, argilla espansa, trasparenti, biomuri) Barriere antirumore artificiali integrate con elemento antidiffrattivo superiore Barriere antirumore formate da muro cellulare (alveolare) rinverdito in calce-struzzo o legno Barriere di sicurezza tradizionali Barriere di sicurezza di tipo ecotecnico Rilevato antirumore Copertura a cielo aperto, con grigliato di pannelli acustici (baffles) Copertura totale Finestre autoventilanti antirumore Barriere vegetali antirumore Rivestimenti fonoassorbenti delle facciate degli edifici Impiego tipico in presenza di ricettori di altezza media posti in prossimità dell impianto Impiego tipico in presenza di ricettori di altezza media posti in prossimità dell impianto; con elevata densità di ricettori nella zona d'ombra Impiego tipico in presenza di ricettori di altezza media posti in prossimità dell impianto Impiego per situazioni non particolarmente critiche con ampie fasce di territorio non edificato tra i ricettori e la sede dell impianto Applicazioni congiunte di sicurezza ed acustiche Applicazioni congiunte di sicurezza ed acustiche Richiede una fascia di territorio non edificato tra i ricettori e l impianto, pari ad almeno 2,1 volte l'altezza del rilevato. Intervento integrabile con barriere vegetali Aree densamente popolate; edifici alti rispetto all impianto Aree molto popolate con edifici alti rispetto all impianto e livello di rumore elevato Situazioni particolarmente gravose non completamente risanabili con interventi passivi sull impianto; si adottano anche insieme ad altri tipi di interventi Contesti densamente urbanizzati per migliorare il clima acustico di zona all impianto 5 db per tutti i ricettori a prescindere dalla quota relativa all impianto; è efficace anche alle basse frequenze 14 db per i ricettori posti nella zona A dell'ombra; 7 db per i ricettori posti nella zona B dell'ombra; 0 db per i ricettori posti fuori dalla zona d'ombra; 15 db per i ricettori posti nella zona A dell'ombra; 7,5 db per i ricettori posti nella zona B dell'ombra; 0 db per i ricettori posti fuori dalla zona d'ombra; 19 db per i ricettori posti nella zona A dell'ombra; 10 db per i ricettori posti nella zona B dell'ombra; 0 db per i ricettori posti fuori dalla zona d'ombra; 1 db ogni 3 m di spessore della fascia piantumata 2 db 3 db 13 db per i ricettori posti nella zona A dell'ombra; 6 db per i ricettori posti nella zona B dell'ombra; 0 db per i ricettori posti fuori dalla zona d'ombra; 10 db per i ricettori posti al di sopra della copertura; 16 db per i ricettori posti nella zona d'ombra al di sotto della copertura superiore a 25 db 34 db Nota: la zona d'ombra di una barriera acustica è la parte di territorio schermata dalla barriera e delimitata dal piano dell'infrastruttura e dal piano passante per la mezzeria della corsia o binario di corsa più lontani dalla barriera e per la sommità della barriera stessa. La zona d'ombra si divide in due parti: 1. zona A o di massima protezione, compresa fra il piano in cui si trova l'infrastruttura ed il piano ad essa parallelo passante per la sommità della barriera; 2. zona B compresa fra il piano parallelo all'infrastruttura e passante per la sommità della barriera ed il piano passante per la mezzeria della corsia o binario di corsa più lontani dalla barriera e per la sommità della barriera stessa. Il territorio posto al di fuori delle zone A e B non è protetto dalla barriera acustica. 3 db 65

6.12 Le tecniche emergenti nell industria del cemento 6.12.1 La tecnologia di fabbricazione del cemento con letto fluido La nuova tecnologia di sinterizzazione del cemento mediante forno a letto fluido è un progetto finanziato dal Ministero per il Commercio Estero e l Industria del Giappone fin dal 1986. Un impianto pilota, avente una capacità produttiva di 20 t di clinker/giorno, ha funzionato per sei anni, dal 1989 al 1995, presso la Sumitomo Osaka Cement Co. Ltd. a Toshigi Factory, in Giappone. Alla fine del 1995 è stato costruito un impianto pilota su ampia scala avente una capacità produttiva di 200 t di clinker/giorno. La fig. 16 illustra la configurazione del forno a letto fluido da 20 t di clinker/giorno. Il sistema è costituito da un preriscaldatore in sospensione (SP), un letto fluido di tipo spouted (SBK), un forno di sinterizzazione a letto fluido (FBK), un raffreddatore rapido a letto fluido (FBQ) e un raffreddatore a letto compatto (packed bed). Fig. 16 Forno da cemento a letto fluido [Associazione Giapponese del Cemento, 1996] (from existing raw meal feeder: dall alimentatore del crudo esistente; limestone: calcare; silica sand: sabbia silicea; iron ore: minerale di ferro; alumina: allumina; blending silo: silo di miscela; raw meal storage silo: silo per lo stoccaggio della farina; ready-blended materials: materiali già miscelati; C1-2-3-4 cyclone: ciclone C1-2- 3-4; stabiliser: stabilizzatore; water tank: serbatoio dell acqua; existing EP: precipitatore elettrostatico esistente; granulating kiln SBK: letto fluido di tipo spouted SBK; pulverised coal: polverino di carbone; sintering kiln FBK: forno di sinterizzazione FBK; fluidized bed quenching cooler FBQ: raffreddatore rapido a letto fluido; hot air generator: generatore d aria calda; blower for FBQ/PBC: ventilatore per FBQ/PBC; packed bed cooler PBC: raffreddatore a letto compatto PBC) 66

Il preriscaldatore in sospensione è del tipo a cicloni a 4 stadi tradizionale, che preriscalda e calcina la farina. Il forno di granulazione provvede a ridurre la farina in granuli di 1,5-2,5 mm di diametro ad una temperatura di 1300 C. Il forno di sinterizzazione completa la sinterizzazione dei granuli ad una temperatura di 1400 C. Il raffreddatore rapido a letto fluido raffredda rapidamente il clinker da 1400 a 1000 C. Infine, il clinker di cemento viene raffreddato a circa 100 nel raffreddatore a letto compatto. Il clinker prodotto nel forno a letto fluido è qualitativamente identico a quello prodotto in un impianto tradizionale. L emissione degli NO x è di 115-190 mg/nm 3 quando si usa olio denso e di 440-515 mg/nm 3 quando si usa come combustibile polverino di carbone (al 10% di O 2 ). Con riferimento allo studio di fattibilità per un impianto da 3.000 t di clinker/giorno, il consumo di calore può essere ridotto del 10-12% rispetto a quello di un forno rotante con preriscaldatore in sospensione e raffreddatore a griglia; pertanto, anche l emissione di CO 2 risulta ridotta del 10-12%. Sulla base del predetto studio di fattibilità e dei risultati ottenuti nell impianto pilota da 20 t/giorno, gli obiettivi finali dello sviluppo tecnico del forno a letto fluido sono: - riduzione del consumo di calore del 10-12% - riduzione dell emissione di CO 2 del 10-12% - livelli di emissione degli NO x di 380 mg/nm 3 o meno (al 10% di O 2 ) - mantenimento dell attuale livello di emissione degli SO x - riduzione dei costi di costruzione del 30% - riduzione della superficie di installazione del 30% 6.12.2 La combustione a stadi combinata con la SNCR In teoria, la combinazione della combustione a stadi con la SNCR potrebbe essere paragonabile alla SCR per rendimento, ossia dare livelli di emissione di NO x pari a 100-200 mg/nm 3. Questa combinazione è considerata molto promettente dai fornitori, ma non è stata ancora validata. 67

7. Individuazione delle BAT applicabili all'lndustria del cemento italiana Le tecniche, il consumo energetico ed i livelli - oppure i range dei livelli - di emissione ad esse associati riportati nel presente capitolo, sono basati su un processo iterativo di valutazione comprendente le seguenti fasi: individuazione dei problemi ambientali prioritari che, per il settore del cemento, sono il consumo energetico e le emissioni atmosferiche (NO x,so 2, polveri); analisi delle tecniche più appropriate e determinazione dei migliori livelli di prestazione ambientale, sulla base dei dati disponibili nell Unione Europea e nel mondo; valutazione delle condizioni in cui tali livelli di prestazione vengono raggiunti, quali i costi, gli effetti incrociati, le principali forze coinvolte nell applicazione delle suddette tecniche; selezione delle migliori tecniche disponibili (BAT) per il settore cemento italiano, unitamente al consumo energetico ed ai livelli di emissione ad esse associati, in conformità con l Allegato IV della Direttiva. Sulla base della valutazione degli esperti dell Istituto IPTS di Siviglia e del competente il Gruppo di Lavoro Tecnico (TWG) su IPPC, vengono illustrate le tecniche e, per quanto possibile, i livelli di emissione e di consumo associati all uso delle BAT, che si ritengono appropriate per il settore italiano nel suo complesso. Quando si parla di consumo energetico e di livelli di emissione associati alle migliori tecniche disponibili, significa che quei livelli sono appropriati al comparto del cemento e rappresentano la performance ambientale prevedibile come risultato dell applicazione delle tecniche descritte, tenendo presenti il bilancio dei costi e dei vantaggi connessi alla definizione di BAT. Tuttavia, tali livelli non costituiscono né valori limite di emissione, né di consumo e non devono essere intesi come tali. In alcuni casi, può essere tecnicamente possibile raggiungere livelli di emissione o di consumo migliori, ma a causa dei costi in gioco o delle condizioni di trasferimento dell inquinamento ad altre componenti ambientali, esse non sono considerate idonee come BAT per il settore cemento italiano. Comunque, tali livelli possono ritenersi giustificati in casi più specifici, dove essi costituiscono particolari fattori di sollecitazione. Pertanto, il concetto di livelli associati alle BAT deve essere distinto dal termine livello raggiungibile, cioè un livello che può essere raggiunto, in un arco di tempo considerevole, in un impianto, ben progettato, ben manutenuto e ben gestito, o in un processo che applichi una determinata tecnica o una combinazione di tecniche. I dati di costo, forniti insieme con la descrizione delle tecniche BAT (cfr Cap. 6), danno un indicazione, seppure approssimata, dell entità degli investimenti richiesti. Tuttavia, il costo effettivo dell applicazione di una tecnica dipenderà molto dalla situazione specifica e, soprattutto, dalle caratteristiche dell impianto in questione. In mancanza dei dati relativi ai costi, le conclusioni sulla fattibilità economica delle tecniche sono desunte dalle osservazioni di impianti esistenti. Le BAT indicate in questo capitolo possono essere usate per giudicare l attuale rendimento di un impianto esistente o per valutare una proposta riguardante un nuovo impianto, concorrendo in tal modo ad individuare la BAT appropriata che deve basarsi sulle effettive condizioni impiantistiche del sito in esame. Benché le BREF non fissino giuridicamente norme vincolanti, essi sono proposti per dare un orientamento/guida all industria ed alle Autorità competenti relativamente ai livelli di emissione raggiungibili quando si applicano le tecniche specificate. 68

I valori limite di emissione appropriati per ogni specifico impianto dovranno essere determinati tenendo conto degli obiettivi della Direttiva IPPC e delle effettive criticità locali. E' soprattutto importante evitare distorsioni del mercato e salvaguardare la competitività internazionale del settore cemento italiano, garantendo nel contempo la massima protezione degli ecosistemi ed il continuo rispetto delle normative, senza l'imposizione di vincoli ambientali ridondanti ed ingiustificati. (N.B. I livelli di emissione, indicati nel seguito, sono espressi sulla base delle medie giornaliere e per condizioni standard di 273 K, 101,3 kpa, 10% di ossigeno e gas secco.) 7.1 Scelta del processo Il processo adottato incide notevolmente sul consumo energetico e sulle emissioni derivanti dalla fabbricazione del cemento. Per i nuovi impianti e le modifiche sostanziali, la migliore tecnica disponibile per la produzione del clinker di cemento è il forno a via secca, con preriscaldatore multistadio e precalcinatore. Il valore del bilancio termico associato alla BAT è di 3.000 MJ/t di clinker. 7.2 Le misure primarie generali Le migliori tecniche disponibili per la fabbricazione del cemento comprendono le seguenti misure generali primarie: Una marcia del forno stabile e costante, che avvenga secondo parametri di processo vicini a quelli prefissati, incide positivamente su tutte le emissioni del forno e sul consumo energetico. Ciò si può ottenere attraverso: - l ottimizzazione del controllo di processo, comprendente sistemi di controllo automatici computerizzati - l uso di moderni sistemi gravimetrici per l alimentazione del combustibile solido. La minimizzazione del consumo di combustibile mediante: - il preriscaldamento e la precalcinazione, tenendo conto della configurazione del forno esistente - l uso dei moderni raffreddatori del clinker, che consentono di massimizzare il recupero di calore - il recupero di calore dai gas esausti. La minimizzazione del consumo di energia elettrica mediante: - i sistemi di gestione dell energia - l uso di apparecchiature di macinazione e di altre apparecchiature elettriche ad elevato rendimento energetico. L attenta scelta ed il controllo adeguato delle sostanze che vengono immesse nel forno e che influenzano le emissioni; La mitigazione delle emissioni, attraverso adeguati interventi tecnici e gestionali 7.3 Gli ossidi di azoto Le migliori tecniche disponibili per la riduzione delle emissioni degli NO x derivano dall applicazione combinata delle misure generali descritte e da: 69

misure primarie per il controllo delle emissioni di NO x : - il raffreddamento della fiamma - l uso di bruciatori Low NO x ; combustione a stadi; riduzione selettiva non catalitica (SNCR). Il livello di emissione, associato a tali tecniche, risulta compreso nell intervallo da 500 a 800 mg NO x /Nm 3 espressi come NO 2 su base media giornaliera. La facilità con cui i singoli impianti possono raggiungere emissioni comprese in tale range è molto variabile e se ne discute di seguito; pertanto, non si ritiene che tutti i forni possano o debbano raggiungere tali livelli di emissione, entro una certa data. L applicazione della SNCR introduce un meccanismo di controllo attivo che limita le oscillazioni dei livelli di emissione nel tempo, mentre i forni che non usano tale tecnica possono ugualmente raggiungere tali valori, soltanto con modalità tecniche alternative ed in un arco di tempo mediamente più lungo. Alcuni moderni forni ben ottimizzati, con preriscaldatore in sospensione, ed alcuni forni con preriscaldatore in sospensione/precalcinatore raggiungono attualmente livelli di emissione di NO x inferiori a 800 mg/nm 3, applicando le misure primarie da sole o in combinazione con la combustione a stadi. La qualità delle materie prime e la configurazione del forno possono comportare il mancato raggiungimento di tale livello di emissione. Con la SNCR il livello di emissione degli NO x raggiungibile può anche essere, nel migliore dei casi, inferiore a 400 mg/nm 3, se il livello iniziale non è più elevato di 1.000-1.300 mg/nm 3 (riduzione dell 75-80%); peraltro, la maggior parte degli impianti è oggi progettata per raggiungere un livello di emissione di 500-800 mg/nm 3 (riduzione del 20-50%). Nella progettazione di impianti per la SNCR si deve tenere conto delle possibili fughe di NH 3. A livello settoriale, si evidenzia che la maggior parte dei forni in esercizio nell Unione Europea è in grado di raggiungere concentrazioni inferiori a 1.200 mg/nm 3 con le misure primarie. Applicando la tecnologia SNCR con rendimenti di riduzione di circa il 70%, il livello di emissione degli NO x potrebbe essere pari a circa 500 mg/nm 3. L applicazione della SNCR richiede che sia accessibile una finestra di temperature adeguata; tale intervallo si ottiene facilmente nei forni con preriscaldatore a sospensione e nei forni con preriscaldatore a sospensione/ precalcinatore. Attualmente non esistono forni Lepol con impianti SNCR su scala industriale, ma sono stati riferiti risultati promettenti ottenuti su impianti pilota. Nei forni lunghi a via umida e secca è molto difficile, se non impossibile, ottenere la giusta temperatura e il necessario tempo di permanenza. Attualmente, oltre il 90% della produzione del cemento italiano deriva da forni a via secca ed una grande maggioranza di questi sono forni con preriscaldatore in sospensione o forni con preriscaldatore in sospensione/precalcinatore. Anche in ambito comunitario è stato raggiunto un parziale consenso relativamente alle migliori tecniche disponibili per il controllo delle emissioni di NO x ; il parere è risultato favorevole nei confronti della BAT sopradescritta, mentre esiste qualche perplessità sull'effettivo livello di emissione associato pari a 500-800 mg NOx/Nm 3 (come NO 2 ). Infatti, pur essendo in esercizio oltre n 18 forni che applicano la tecnica SNCR con rendimenti relativamente modesti per ottenere livelli di emissione inferiori a 800 mg NO x /Nm 3, esiste una limitata esperienza sull applicazione della SNCR a rendimenti di riduzione superiori e sulla conseguente incertezza sulle ulteriori emissioni di ammoniaca, che potrebbero svilupparsi in presenza di un elevato rapporto della soluzione ammoniacale immessa; si teme che il rilascio di ammoniaca possa causare emissioni visibili e persistenti di polveri composte da solfati e cloruri di 70

ammonio. L ammoniaca inutilizzata può successivamente trasformarsi in NO x nell atmosfera e può impedire il riciclaggio delle polveri recuperate nel cemento. A livello settoriale, le linee di cottura clinker dovrebbero abbinare le misure primarie con la combustione a stadi e con la SNCR per raggiungere livelli di emissione inferiori a 700 mg/nm 3 ; queste tecniche si possono però applicare solo su alcune tipologie di forni di cottura. Relativamente alla riduzione selettiva catalitica (SCR) con un livello di emissione associato inferiore a 200 mg NO x /Nm 3 (come NO 2 ), la definizione di BAT risulta prematura, poiché è alquanto difficoltoso sostenere che la SCR possa essere ritenuta una tecnica disponibile ed economicamente accessibile, basandosi solamente sugli studi di fattibilità e sui risultati ottenuti dalle prove pilota; occorrerà, pertanto, valutare l esperienza maturata ed i livelli prestazionali a seguito di effettive applicazioni industriali. 7.4 Gli ossidi di zolfo Le migliori tecniche disponibili per la riduzione delle emissioni degli SO x prevedono la combinazione delle misure generali descritte e: per livelli iniziali di emissione inferiori a circa 1.200 mg SO 2 /Nm 3 : - aggiunta di adsorbenti; per livelli iniziali di emissione superiori a circa 1.200 mg SO 2 /Nm 3 : - scrubber a via umida - scrubber a via secca. Il livello di emissione associato all uso di tali tecniche è compreso tra 200 e 400 mg/nm 3, espresso come SO 2 su base media giornaliera. Le emissioni di SO 2 dai cementifici italiani sono essenzialmente ascrivibili al tenore di zolfo volatile presente nelle materie prime. I forni che impiegano materie che non contengono zolfo volatile o ne hanno un tenore modesto fanno registrare livelli di emissione di SO 2 ben inferiori a questo valore, senza il ricorso a tecniche di abbattimento. Per livelli iniziali fino a 1.200 mg/nm 3 è possibile raggiungere valori di circa 400 mg/nm 3 con l aggiunta di aggiunte adsorbenti. Queste sono applicabili, in linea di principio, a tutti i forni, anche se vengono usate con maggiore frequenza ed in modo discontinuo nei preriscaldatori a cicloni durante l'esercizio in marcia diretta (molino crudo fermo). Le tecniche che impiegano lo scrubber a via secca o umida hanno dimostrato la loro efficienza in alcuni impianti che utilizzano materie prime ad elevato tenore di zolfo volatile. Il costo di tali tecniche è piuttosto elevato e si dovrà valutare nel singolo caso se i benefici ambientali giustificano i costi. Uno scrubber a via umida può raggiungere un livello inferiore a 200 mg SO 2 /Nm 3, indipendentemente dalla concentrazione iniziale. L abbattimento di SO 2 ottenuto con lo scrubber a via secca arriva fino al 90%, che corrisponde ad un tenore nel gas depurato di 300 mg SO 2 /Nm 3 quando la concentrazione iniziale è 3.000 mg SO 2 /Nm 3. Lo scrubber a via umida può essere installato su tutti i forni, mentre quello a via secca su tutti i forni a via secca. 7.5 Le polveri Le migliori tecniche disponibili per l abbattimento delle emissioni di polveri derivanti dal processo (forno, molini, essiccatoi...) comportano la combinazione delle misure generali descritte con: 71

rimozione efficace del particolato dalle fonti attraverso l applicazione di: - precipitatori elettrostatici con apparecchiature di monitoraggio ed analisi veloci per minimizzare il numero delle fughe di CO; - filtri a tessuto a più compartimenti e sensori che segnalino eventuali rotture delle maniche filtranti; - progettazione delle unità filtranti, tenendo conto dei fattori disturbanti l efficienza operativa, quali la periodica fluttuazione dei parametri chimico-fisici e termodinamici degli effluenti da trattare ed il decadimento qualitativo delle apparecchiature di abbattimento nell arco della normale campagna produttiva (solitamente estesa ad un anno): minimizzazione/prevenzione delle emissioni di polveri diffuse (cfr. anche p. 6.7.3); mitigazione delle fonti di polverosità secondaria sollevata dal vento e/o dalla movimentazione dei materiali, per le quali non è concepibile un intervento di abbattimento a valle, basata su interventi in seno al processo, secondo le finalità tipiche delle tecnologie pulite, quali: - minimizzare già alla fonte ogni possibile inquinamento, installando apparecchiature che siano causa di minima polverosità (trasportatori chiusi, convogliamento pneumatico ); - eliminare le fonti di polverosità secondaria (dovute al deposito, trasporto ed al trasferimento delle materie prime e dei semilavorati), con realizzazione di tramogge e sili di stoccaggio, sistemi chiusi per la movimentazione dei materiali ed accorgimenti quali asfaltatura, motospazzatura, formazione di zone verdi che limitano il diffondersi delle polveri provenienti da manifestazioni occasionali (vento, passaggio automezzi ). L installazione di filtri secondari (di lavaggio) per la captazione delle polveri alla sorgente è principalmente finalizzata al miglioramento dell ambiente di lavoro, minimizzando le emissioni polverigene diffuse, secondo la massima adeguatezza tecnologica disponibile. La definizione di queste unità filtranti, caratterizzate da alta numerosità e piccola/media portata, è possibile solo dopo il posizionamento delle macchine principali e delle relative apparecchiature accessorie, anche in considerazione che la sistemazione definitiva può essere stabilita solo dopo averne effettuato l acquisto ed analizzato i disegni esecutivi. Il corrispondente aumento del flusso di massa delle polveri convogliate, comporta una conseguente diminuzione delle immissioni totali, essendo una maggior quantità di polveri sottoposta ai sistemi di captazione ed abbattimento, senza alcun incremento della capacità produttiva. Pertanto, l aumento della polverosità oraria convogliata è in realtà meramente apparente, poiché le emissioni diffuse, una volta captate, vengono abbattute in misura superiore al 99% (cioè 99 Kg/h di polverosità diffusa captata per ogni Kg di emissione residua), con evidente riduzione della remissività complessiva e miglioramento dell ambiente di lavoro e della qualità dell aria. Per questi filtri secondari si prevede un contenuto di polvere residua inferiore a 15-20 mg/nm 3. Invece, per i filtri di processo (forni, raffreddatori clinker, molini crudo e cemento, essiccatoi ), il livello di emissione di polveri, associato all applicazione delle BAT, è di 25-30 mg/nm 3, su media giornaliera; questo livello di emissione si può raggiungere sia con i precipitatori elettrostatici, che con i filtri a tessuto. 7.6 I rifiuti Ove praticabile, occorre massimizzare il riciclaggio del particolato raccolto nel processo; se le polveri raccolte non possono essere riutilizzate, si ritiene che la BAT sia, quando possibile, la destinazione per il loro recupero in altri prodotti commerciali. 72

Tab. 12 Le BAT applicabili all industria del cemento italiana Impatto Ambientale/ Emissione Consumo di materie prime Consumo di energia termica Consumo di energia elettrica Emissioni acustiche Scarichi Idrici Produzione di rifiuti Ossidi di azoto Misura Utilizzo di rifiuti per: recupero di materia recupero di energia Riciclo nel processo della polvere captata dai presidi tecnici di abbattimento Preriscaldamento e precalcinazione, tenendo conto della configurazione del forno Uso di moderni raffreddatori del clinker che consentano di massimizzare il recupero di calore Recupero di calore dei gas esausti Sistemi automatici di gestione dell energia Uso di apparecchiature di macinazione e di altre apparecchiature elettriche ad elevato rendimento energetico (rulli di macinazione ad alta pressione, azionamenti e volontà variabile per i ventilatori, ecc.) Adeguati interventi tecnici e gestionali Riutilizzo acque di raffreddamento (impianti a ciclo chiuso) Adeguati interventi tecnici e gestionali Misure primarie generali: ottimizzazione del controllo di processo (sistemi di controllo automatici computerizzati) uso di moderni sistemi gravimetrici per l alimentazione del combustibile solido attenta scelta e controllo adeguato delle sostanze (materie prime e combustibili) che vengono immesse nel forno Impianti a via semisecca (forni lunghi, forni Lepol) Impianti a via secca (forni lunghi): raffreddamento della fiamma uso di bruciatori LowNO x Impianti a via secca (forni con preriscaldatore in sospensione e forni con preriscaldatore in sospensione/precalcinatore): raffreddamento della fiamma uso di bruciatori LowNO x combustione a stadi riduzione selettiva non catalitica (SNCR) Livello di emissione associato alle BAT 1.400 mgno x /Nm 3 (*) espressi come NO 2 su base media giornaliera 800 mg NO x /Nm 3 (*) espressi come NO 2 su base media giornaliera 73

Impatto Ambientale/ Emissione Ossidi di zolfo Misura Misure primarie generali: ottimizzazione del controllo di processo (sistemi di controllo automatici computerizzati); uso di moderni sistemi gravimetrici per l alimentazione del combustibile solido; attenta scelta e controllo adeguato delle sostanze (materie prime e combustibili) che vengono immesse nel forno. Impianti a via semisecca (forni lunghi, forni Lepol) Impianti a via secca (forni lunghi): (Per livelli iniziali di emissione <1200 mg SO 2 /Nm 3 ) Aggiunta di adsorbenti (Per livelli iniziali di emissione >1200 mg SO 2 /Nm 3 ) Scrubber a via umida Impianti a via secca (forni con preriscaldatore in sospensione e forni con preriscaldatore in sospensione/precalcinatore): (Per livelli iniziali di emissione <1200 mg SO 2 /Nm 3 ) Aggiunta di adsorbenti (Per livelli iniziali di emissione >1200 mg SO 2 /Nm 3 ) Scrubber a via umida Scrubber a via secca Livello di emissione associato alle BAT 600 mg SO 2 /Nm 3 (*) espressi come SO 2 su base media giornaliera 400 mg SO 2 /Nm 3 (*) espressi come SO 2 su base media giornaliera Polveri derivanti dal processo (forno, molini, essiccatoi,.) Polveri secondarie (trasporti, stoccaggio, movimentazione materie prime, etc.) Precipitatori elettrostatici (con apparecchiature di monitoraggio ed analisi veloci per minimizzare il numero delle fughe di CO) e filtri a tessuto 30 mg/nm 3 su media giornaliera Filtri a tessuto 20 mg/nm 3 (*) I valori minimi indicati sono conseguibili in impianti laddove siano applicabili più sistemi contemporaneamente 74

8. Monitoraggio delle emissioni Introduzione L ottimizzazione della gestione e del controllo di un processo industriale risulta necessaria per conseguire gli obiettivi generali di protezione ambientale indicati dalla Direttiva IPPC, finalizzati all integrazione di prevenzione e controllo dell inquinamento. Le principali ragioni per cui l aspetto relativo al monitoraggio e al controllo è incluso nei requisiti IPPC sono infatti da ricercare nella necessità di identificare e quantificare le prestazioni ambientali dell impianto, permettendo in questo modo alle autorità competenti di controllare la conformità con le condizioni dell autorizzazione. Lo scopo della presente sezione è quello di fornire un efficace strumento operativo per il conseguimento degli obblighi previsti dalla Direttiva sui requisiti di monitoraggio e controllo delle emissioni, nel rispetto della metodologia di intervento indicata dalla Direttiva stessa. A tal fine vengono riportate le indicazioni degli inquinanti e dei parametri caratteristici significativi del settore industriale in oggetto i quali, insieme alle rispettive frequenze e modalità di misura, concorrono alla definizione di un valido piano di monitoraggio, secondo le indicazioni e i contenuti previsti dall Autorizzazione Integrata Ambientale. E possibile distinguere tre tipologie principali di monitoraggio e controllo industriale: monitoraggio delle emissioni industriali alla fonte; monitoraggio di processo (cioè dei parametri chimici e fisici del processo, come pressione, temperatura, portata) finalizzato al controllo delle prestazioni dell impianto che devono rientrare nei limiti stabiliti; monitoraggio dell impatto (cioè dei livelli di inquinanti e degli effetti sugli ecosistemi all interno dell impianto e nella sua area d influenza). Inoltre, sono diverse le modalità di monitoraggio di un parametro: misure dirette, misure di parametri sostitutivi; bilanci di massa ed altri calcoli; fattori di emissione. L accettabilità di un metodo e la relativa validazione devono essere compiute in funzione degli obiettivi, dei requisiti normativi, della disponibilità di mezzi e di conoscenze. Un metodo che coinvolge misure dirette, cioè la determinazione del quantitativo specifico dei composti emessi alla fonte, è in generale più semplice ma non necessariamente più accurato. Nei casi in cui questo metodo risulti complesso, costoso e/o impraticabile occorre quindi prendere in considerazione gli altri metodi esistenti e tra essi scegliere il più adatto, dimostrando e documentando le relazioni tra il metodo scelto ed il parametro di interesse. La scelta dei parametri da monitorare e la fissazione delle relative frequenze sono naturalmente dettate dalle proprietà specifiche del settore in oggetto, e quindi da processi produttivi, materie prime e prodotti impiegati nell impianto, particolari necessità legate alla manutenzione o al controllo delle condizioni operative. I metodi e i principi di misura relativi ai parametri individuati potranno essere valutati in base alle indicazioni riportate in dettaglio nelle Linee Guida trasversali sul Monitoraggio. Oltre alla necessità di rispondere alle prescrizioni normative e ai requisiti di controllo per valutare la conformità alle disposizioni indicate nell Autorizzazione, il monitoraggio di determinati parametri è necessario anche per reperire i dati per la compilazione di rapporti ambientali delle emissioni industriali (utili anche ai fini dell inventario INES). I dati di monitoraggio possono quindi essere usati per diverse ragioni ed obiettivi; in caso di molteplici finalità, i costi legati all acquisizione dei dati risultano maggiormente giustificati. Inoltre, per stabilire i requisiti del monitoraggio ai fini delle autorizzazioni è importante considerare l aspetto legato ai tempi, e in particolare alla frequenza di campionamento. Tempi di monitoraggio significativi sono stati stabiliti in relazione al tipo di processo e alla tipologia delle emissioni. In base a quanto esposto sopra, i criteri seguiti in questo ambito per la predisposizione di un piano di monitoraggio ottimale possono essere sintetizzati nei seguenti punti: 75

1. Identificazione di parametri significativi; 2. Definizione di frequenze di campionamento significative per ogni parametro; 3. Individuazione dei parametri di processo correlabili con l andamento qualitativo delle emissioni di inquinanti; 4. Reperimento dei dati per la compilazione di rapporti ambientali delle emissioni industriali (es. INES); CONTROLLO SISTEMATICO DEL PROCESSO DI COTTURA CLINKER PARAMETRI QUANTITÀ DI FARINA CRUDA E COMBUSTIBILI IN ALIMENTAZIONE PORTATA ARIA IMMESSA VELOCITÀ ESAUSTORI PRESSIONE TEMPERATURA TENORE DI O 2 NO X CO SO 2 X X X X X X X X X QUANTIFICAZIONE DELLE EMISSIONI CONTROLLO PARAMETRO CONTINUO DISCONTINUO PERIODICO Portata degli effluenti X Umidità X Temperatura X Polveri X O 2 X NO x X SO 2 X CO X Metalli e loro composti* X COV* X HCl* X HF* X IPA (idrocarburi policiclici X aromatici)* PCDD/PCDF PCB* X * Verifica opportuna soprattutto durante il recupero di rifiuti nel processo Le emissioni della linea di cottura clinker vengono controllate in automatico dallo SME (Sistema Monitoraggio Emissioni), con garanzia del costante rispetto sia dei valori limite giornalieri, che dei valori orari (fino al + 25% del limite giornaliero). 76

EPER (d.lgs 372/99) Elenco inquinanti da comunicare annualmente in caso di superamento dei valori di soglia IDENTIF. ARIA Valore soglia in INQUINANTI/SOSTANZE atmosfera kg/anno 1 Convenzionali e gas serra Metano CH 4 Ossido di carbonio CO x 500.000 Anidride carbonica CO 2 x 100.000.000 Idrofluorocarburi HFC Protossido di azoto N 2 O Ammoniaca NH 3 Ossidi di azoto - NOx NO 2 x 100.000 Ossidi di zolfo - Sox SO 2 x 150.000 Composti organici non metanici COV x 100.000 ACQUA Valore soglia nelle acque Kg/anno Polifluorocarburi PFC Esafluoruro di zolfo SF 6 Azoto totale N x 50.000 Fosforo totale P x 5.000 2 Metalli e composti Arsenico e composti As x 20 x 5 Cadmio e composti Cd x 10 Cromo e composti Cr x 100 x 50 Rame e composti Cu x 100 x 50 Piombo e composti Pb x 200 Nichel e composti Ni x 50 x 20 Zinco e composti Zn x 200 x 100 Mercurio e composti Hg x 10 x 1 3 Sostanze organiche clorurate Dicloroetano - 1,2 DCE Diclorometano DCM Cloroalcali C10-13 Esaclorobutadiene HCBD Composti organici alogenati AOX Esaclorobenzene HCB Esaclorocicloesano HCH Policlorodibenzodiossine - PCDD - Polidiclorobenzofurani (Teq) PCDF Pentaclorofenolo PCP Tetracloroetilene PER Tetraclorometano TCM Triclorobenzeni TCB Tricloroetano - 1,1,1 TCE Tricloroetilene TRI Triclorometano 4 Altri composti organici Idrocarburi Policiclici Aromatici (n. 6 congeneri) x 0,001 IPA x 50 Benzene ( totale) C 6 H 6 x 1.000 Benzene, Toluene, Etilbenz, xileni BTEX x 200 Difeniletere bromato Br Composti organostannici Sn Fenoli C Carbonio organico totale COD/3 77

5 Altri composti Cloro e composti inorganici HCl x 10.000 Fluoro e composti inorganici HF x 5.000 Acido cianidrico HCN Cloruri Cl Fluoruri F x 2.000 Cianuri CN Polveri Totali PM Particolato PM 10 (80% di PM) PM 10 x 50.000 Totale Inquinanti n. 51 37 19 cemento 26 10 cemento 78

9. Glossario Atm atmosfera normale (1 atm = 101325 N/m 2 ) Ag argento Al alluminio Al 2 O 3 ossido di alluminio As arsenico Bar (1,013 bar = 1 atm) Ba bario Be berillio CSt centistoke C grado Celsius Ca calcio CaCO 3 carbonato di calcio CaO ossido di calcio Ca(OH) 2 idrossido di calcio Cd cadmio Cemento pozzolanico I cementi pozzolanici sono miscele naturali o artificiali di cemento portland e materiale pozzolanico. Le pozzolane naturali sono principalmente materiali di origine vulcanica, ma comprendono alcune terre diatomacee. I materiali artificiali comprendono ceneri volanti, argille cotte e scisto. Calcare silicio calcare contenente biossido di silicio (SiO 2 ) Co cobalto COT carbonio organico totale COV composti organici volatili Cr cromo Cu rame CH 4 metano CN cianuro CO monossido di carbonio CO 2 biossido di carbonio Dolomite tipo di calcare nella cui frazione di carbonato prevale il minerale dolomite, carbonato di calcio magnesio [CaMg(CO 3 )] F fluoro Fe ferro Fe 2 O 3 ossido di ferro Hg mercurio HCl acido cloridrico 79

HF acido fluoridrico H 2 O acqua H 2 S solfuro di idrogeno kcal chilocaloria (1 kcal = 4,19 kj) Kg chilogrammo (1 kg = 1.000 g) KJ chilojoule (1 kj = 0,24 kcal) kwh chilowatt-ora (1 kwh = 3.600 kj = 3,6 MJ) K 1) potassio; 2) grado Kelvin (0 C = 273,15 K) M metro m/min metro/minuto m 2 metro quadrato m 3 metro cubo µm micrometro (1 µm = 10-6 m) Mg milligrammo (1 mg = 10-3 g) Mm millimetro (1 mm = 10-3 m) mmwg mm di acqua MgCO 3 carbonato di magnesio MgO ossido di magnesio Mn manganese Mt megatonnellata (1 Mt = 10 6 t) MJ megajoule (1 MJ = 1000 kj = 10 6 joule) Ng nanogrammo (1 ng = 10-9 g) N 2 azoto Na sodio Ni nichel Nm 3 normal metro cubo (101,3 kpa, 273 K) NH 3 ammoniaca NH 4 ione ammonio Ω cm ohm centimetro, unità di resistenza specifica NO monossido di azoto NO 2 biossido di azoto NO x ossidi di azoto O 2 ossigeno Pb piombo Pd palladio pozzolana le pozzolane sono materiali che, quantunque non cementizi in sé, contengono silice (e allumina) in forma reattiva in grado di combinarsi con la calce in presenza di acqua, formando composti aventi proprietà cementizie. La pozzolana naturale è composta principalmente da terra vulcanica fine, rosso scuro. È stata messa a punto una pozzolana artificiale costituita da ceneri volanti e scorie di caldaia raffreddate ad 80

acqua. Pt platino PCDD policlorodibenzodiossine PCDF policlorodibenzofurani Rh rodio Sb antimonio Se selenio SiO 2 biossido di silicio Sn stagno SCR riduzione selettiva catalitica SNCR riduzione selettiva non catalitica SO 2 biossido di zolfo SO 3 triossido di zolfo T tonnellata (metrica) Te tellurio Ti titanio Tl tallio Tpa tonnellata per anno TCDD tetraclorodibenzodiossina TE equivalenti di tossicità (diossine e furani) TEQ equivalenti di tossicità internazionali (diossine e furani) V vanadio Zn zinco % v/v percentuale in volume 81

10. Bibliografia [Aspelund] S. Aspelund, member of the Technical Working Group South west Finland Regional Environment Centre P.O. Box 47. SF-20801 Turku. Finland [Austrian BAT-proposal. 1996] Bundesministerium für wirtschaftliche Angelegenheiten. Republik Osterreich. Dipl.-Ing. R. Göller. Abteilung III/6 Zementherstellung July 1996 Proposal/information for the IPPC BAT Reference Document for the cement industry [Austrian report. 1997] Federal Environment Agency. Austria Basic criteria for BAT-cement. CBA-IB-560 (September 1997) [Austrian report. 1998] Federai Environment Agency, Austria Beste Verfügbare Technik bei Anlagen zur Zementherstellung. M-105 (1998) [Austrian study. 1997] A. Hackl (Weitra/Wien). G. Mauschitz (TU-Wien) Emissionen aus Anlagen der Osterreichischen Zementindustrie II. Jahresreihe 1994-1996 (Juli 1997) [Bournis] N. Bournis, member of the Technical Working Group Prefecture of Thessaloniki. Department for the Environmental Protection Vas, Olgas Street 227. GR-54655 Thessaloniki. Greece [Cembureau] Cembureau -The European Cement Association Rue d Arlon 55. B-1040 Brussels Belgium Tel: +32 2 234 10 11. Fax: +32 2 230 47 20. E-mail: cembureau@infoboard.be [Cembureau report. 1997] Cembureau - The European Cement Association. Best Available Techniques for the Cement Industry. November 1997 A contribution from the European Cement lndustry to the exchange of information and preparation of the IPPC BAT Reference Document for the cement industry [Cementa AB. 1994] Cementa AB. Slitefabriken Underlag för omprövning av utsläppsvillkor - Information for reconsideration and updating of permit conditions - (1994) [Cementa AB] Information obtained during a plant visit to Cementa AB. Slitefabriken. Sweden. 17 November 1997 and information communicated at other occasions [Coulburn] D. Coulburn. Environment Agency P.O.Box 519. South Preston. PR5 8GD. United Kingdom Tel: +44 1772 339882: Fax: +44 1772 311936 [Dutch report. 1997] Ministry of Housing Spatial Planning and the Environment The Netherlands Dutch Notes on BAT for the Production of Cement Clinker ( 1997) 82

[Gomes] P. C. Gomes. member of the Technical Working Group Portuguese Ministry of Economy Av. Conselheiro Fernando de Sousa 11. P-1092 Lisboa. Portugal R. Göller, member of the Technical Working Group Austrian Ministry of Economic Affair. Div. III/6 Stubenring 1, A-1011 Vienna. Austria [Haug] N. Haug, member of the Technical Working Group Umweltbundesamt (UBA) Seeckstrasse 6-10, Postfach 330022, D-14191 Berlin,Germany [Int.Cem.Rev. Jan/96] W. Rother. Krupp Polysius AG. Germany Exhaust gas emissions. Available control technology for gaseous emissions in cement plants International Cement Review, p. 39-43. Jauuary 1996 [Int.Cem.Rev. Oct/97] British Cement Association Prevention and abatement of NO x emissions International Cement Review. p. 51-59. October 1997 [Japan Cement Association. 1996] Japan Cement Association Hattori Bld N I-10-3. Kyobashi. Chuo-Ku. Tokyo 104. Japan Tel:+81 3 35 61 10 30.Fax:+81 3 35 67 85 70 [de Jonge] L. de Jonge. Head of Department of Indusny. Directorate for Air and Energy Directorate General for Environmental Protection P.O. Box 30945.2500 GX The Hague. The Netherlands [Junker] P. Junker. member of the Technical Working Group Swedish Environmental Protection Agency Länsstyrelsen Gotland. S-62 185 Visby. Sweden [Jørgensen] P. Jørgensen. member of the Tcchnical Working Group Nordjyllands Amt. Amtsgaarden Niels Bohrs Vej 30. DK-9220 Aalborge Øst. Denmark [Karlsrue I.1996] French-German Institute for Environmental Research. University of Karlsruhe. commissioned by UBA Germany Emission Control at Stationary Sources in the Federal Republic of Germany - Volume I. Sulphur oxide and Nitrogen oxide emission control (August 1996) [Karlsruhe II. l996] French-German Institute for Environmental Research. University of Karlsruhe. commissioned by UBA Germany Emission Control at Stationary Sources in the Federal Republic of Germany - Volume II. Heavy Metal Emission Control (August 1996). (UBA Research report 104 02 360 (January 1997) [LAI. 1994] Arbeitsgruppe des Unterausschusses Luft/Tecknik des Länderausschusses für immissionsschutz Germany LAI-Schriftenreihe Band 9. Erarbeitung von Anforderungen zur Emissionsbegrenzung von Dioxinen and Furanen (September 1994) 83

[Lohse] J. Lohse. member of the Technical Working Group (EEB) Okopol Nernstweg 32-34, D-22765 Hamburg, Germany [Marchal] F. Marchal. member of the Technical Working Group Ministère de l environnement Place du Béguinage 16. B-7000 Mons. Belgium [Materialien. 1997] Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen. commissioned by EC DG XI LUA-Materialien No. 43. Identification of Relevant Industrial Sources of Dioxins and Furans in Europe, The European Dioxin Inventory. (1997) [Schneider] M. Schneider. member of the Technical Working Group Forschungsinstitut der Zementindustrie Tannenstrasse 2. D-40476 Düsseldorf. Germany [Schneider. 1996] Forschungsinstitut der Zementindustrie. Düisseldorf: Germany M. Schneider. K. Kuhlmann. F. Söllenböhmer PCDD/F-Emissions from German Cement Clinker Kilns Organohalogen Compounds. Volume 27. (1996) [UK Report, 1996] Environment Agency. The United Kingdom Technical and Economic Review of Cement and Lime Processes ( 1996) Contract Ref: HMIP/CPR2/41/197 [Ullmann s 1986] VCH Verlagsgesellschaft mbh. D-6940 Weinheim Cement and Concrete Ullmann s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, Vol. A 5, 489-537 (1986) [World Cement March 1992] D. Kupper, L. Brentrup - Krupp Polysius. Germany SNCR technology for NO x redaction in the cemcnt industry World Cement p. 4-8. March 1992 [ZKG. l0/1996] W. Billhardt. K. Kuhlmann. W. Ruhland. M. Schneider. H. Xeller Current state of NO x abatement in the cement industry ZKG International. Volume 49. No. 10. p. 545-560. (1996) [Ökopol report. 1998] J. Wulf-Schnabel. J. Lohse - Ökopol, Nernstweg 32-34. D-22765 Hamburg Germany Economic evaluation of NO x abatement techniques in the European Cement Industry Report compiled for DG XI. Contract N B4-3040/98/000232/MAR/EI [Cembureau] Alternative fuels in cement manufacture Technical and environmental review (1997) [Cembureau] Environmental benefit of using alternative fuels in cement production (1999) [AITEC] Il contributo dell industria del cemento per il recupero energetico e di materia dai rifiuti (1998) [Stazione sperimentale combustibili S. Donato Milanese] Utilizzo di combustibili alternativi per i forni del cemento Problematiche ambientali (1995) 84

[Italcementi] Il recupero dei rifiuti (1997) [Unicem] Impiego dei rifiuti nel ciclo di produzione del cemento (1997) [Buzzi Unicem] Valutazione di carattere ambientale sul recupero di combustibili non convenzionali nei forni da cemento (1998) [ARPA Piacenza] Monitoraggio della qualità dell aria nei pressi del Cementificio di Vernasca (PC) mediante l uso di licheni epifiti (1995) [Università - Trieste] Deposizione di metalli nella Pedemontana Pordenonese Uno studio basato sui licheni come bioaccumulatori (2001) [VDZ] Environmental data of the German Cement Industry (2001) [Buzzi Unicem] Farine animali: dai mangimi al cemento (Portland 2001) [Buzzi Unicem] CDR-P: dallo smaltimento al recupero energetico (Portland 2003) [Holcim Cement] Rapporto Ambientale (2002) [Buzzi Unicem] Rapporto Ambente e Sicurezza (2001) [Buzzi Unicem] Il Gruppo per lo sviluppo sostenibile (2002) [Buzzi Unicem] Ecoefficienza e certificazione ambientale nelle Cementerie del Gruppo (De Qualitate 2000) [Buzzi Unicem] La Certificazione, garanzia di ecocompatibilità totale (Qualità e Ambiente 2000) [Buzzi Unicem] Quando il rispetto dell ambiente diventa un obiettivo prioritario (Ambiente e Sicurezza 2000) [Buzzi Unicem] Dall obbligo alla condivisione Il management dell ambiente e della sicurezza (AIDII 2002) 85

11. Allegati ALLEGATO A: NORMATIVE DI RIFERIMENTO A. 1 - Gestione Integrata dell Inquinamento e V.I.A. Riferimento normativo Descrizione Riferimenti agli impianti di produzione del cemento e/o della calce Direttiva 337/85/CEE Direttiva del Consiglio concernente la valutazione dell'impatto ambientale di determinati progetti pubblici e privati (G.U.C.E. n. L 175 del 5 luglio 1985) Gli impianti destinati alla produzione del cemento vengono inclusi nell allegato 2 della Direttiva e quindi tra i progetti che formano oggetto di una Valutazione di Impatto Ambientale, quando gli Stati membri ritengono che le loro caratteristiche lo richiedano. LEGGE 8 luglio 1986, n. 349 DPCM del 10 agosto 1988 n. 377 D.P.C.M. 27 dicembre 1988 Istituzione del Ministero dell'ambiente e norme in materia di danno ambientale (G.U. n. 162, 15 luglio 1986, S. O.) Regolamentazione delle pronunce di compatibilità ambientale di cui all'art. 6 della legge 8 luglio 1986, n. 349, recante istituzione del Ministero dell'ambiente e norme in materia di danno ambientale (G.U. n. 204 del 31 agosto 1988). Norme tecniche per la redazione degli studi di impatto ambientale e la formulazione del giudizio di compatibilità di cui all'art. 6 della legge 8 luglio 1986, n. 349, adottate ai sensi dell'art. 3 del decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 10 agosto 1988, n. 377 (G.U. n. 4 del 5 gennaio 1989). Nell articolo 6, comma 2 si dichiara che in attesa dell'attuazione legislativa delle direttive comunitarie in materia di impatto ambientale, le norme tecniche e le categorie di opere in grado di produrre rilevanti modificazioni dell'ambiente sono individuate conformemente alla direttiva del Consiglio delle Comunità europee n. 85/337 del 27 giugno 1985. Recepisce solo parzialmente la direttiva 337/85 ma non include gli impianti di produzione di cemento piochè considera solo gli impianti dell allegato I alla direttiva 337/85/CEE 86

D.P.R. 12 aprile 1996 Dir. 96/61/CE (IPPC) Dir. CE 3 marzo 1997, n. 11 D.P.R. 11 febbraio 1998 D. lgs 4 agosto 1999, n. 372 D.P.R. 2 settembre 1999, n. 348 D.P.C.M. 3 settembre 1999 Atto di indirizzo e coordinamento per l attuazione dell art. 40, comma 1, della legge 22 febbraio 1994, n. 146, concernente disposizioni in materia di valutazione di impatto ambientale (G.U. n. 210 del 7 settembre 1996) Direttiva 96/61/CE del Consiglio del 24 settembre 1996 sulla prevenzione e la riduzione integrate dell'inquinamento (GUCE n. L 257 del 10/10/1996) Modifiche della direttiva 85/337/CEE concernente la valutazione dell impatto ambientale di determinati progetti pubblici e privati (G.U.C.E. n. L 73 del 14 marzo 1997) Disposizioni integrative al D.P.C.M. 10 agosto 1988, n. 377, in materia di disciplina delle pronunce di compatibilità ambientale, di cui alla L. 8 luglio 1986, n. 349, art. 6 (G.U. n. 72 del 27 marzo 1998) Attuazione della direttiva 96/ 61/ CE relativa alla prevenzione e riduzione integrata dell inquinamento IPPC (G.U. n. 252 del 26 ottobre 1999) Regolamento recante norme tecniche concernenti gli studi di impatto ambientale per talune categorie di opere (G.U. n. 240 del 12 ottobre 1999) Atto di indirizzo e coordinamento che modifica ed integra il precedente atto di indirizzo e coordinamento per l attuazione dell art. 40, comma 1, della legge 22 febbraio 1994, n. 146, concernente disposizioni in materia di valutazione dell impatto ambientale (G.U. n. 302 del 27 dicembre 1999) Gli impianti destinati alla produzione di clinker (cemento) in forni rotativi la cui capacità di produzione supera 500 tonnellate al giorno oppure di calce viva in forni rotativi la cui capacità di produzione supera 50 tonnellate al giorno, o in altri tipi di forni aventi una capacità di produzione di oltre 50 tonnellate al giorno sono inserite nell allegato B. Sono pertanto assoggettati alla procedura di valutazione d'impatto ambientale i progetti di cui all'allegato B che ricadono, anche parzialmente, all'interno di aree naturali protette come definite dalla legge 6 dicembre 1991, n. 394. Al punto 3.1 dell allegato I alla direttiva (attività sottoposte a IPPC) compaiono Gli impianti destinati alla produzione di clinker (cemento) in forni rotativi la cui capacità di produzione supera 500 tonnellate al giorno oppure di calce viva in forni rotativi la cui capacità di produzione supera 50 tonnellate al giorno, o in altri tipi di forni aventi una capacità di produzione di oltre 50 tonnellate al giorno Come nella direttiva IPPC, al punto 3.1 dell allegato I al decreto (attività sottoposte a IPPC) compaiono Gli impianti destinati alla produzione di clinker (cemento) in forni rotativi la cui capacità di produzione supera 500 tonnellate al giorno oppure di calce viva in forni rotativi la cui capacità di produzione supera 50 tonnellate al giorno, o in altri tipi di forni aventi una capacità di produzione di oltre 50 tonnellate al giorno. Si tratta però dei soli impianti esistenti, dato il recepimento incompleto della direttiva 87

Decisione 2000/ 479/ CE del 17 luglio 2000 della Commissione Decreto 23 novembre 2001 Legge n. 39 del 1 marzo 2002 Decreto ministeriale 26 aprile 2002 DECRETO 19 novembre 2002 attuazione del Registro europeo delle emissioni inquinanti (EPER) ai sensi dell art. 15 della direttiva 96/ 61/ CE del Consiglio sulla prevenzione e la riduzione integrate dell inquinamento (IPPC) (G.U.C.E. L 192 del 28 luglio 2000) Dati, formato e modalità della comunicazione di cui all art. 10, comma 1, del decreto legislativo 4 agosto 1999, n. 372 (S.O. 29 alla G.U. n. 37 del 13 febbraio 2002) Disposizioni per l'adempimento di obblighi derivanti dall'appartenenza dell'italia alle Comunità Europea (S. O. n. 54 alla Gazzetta Ufficiale n. 72 del 26 marzo 2002) Modifiche al decreto ministeriale 23 novembre 2001 in materia di dati, formato e modalità della comunicazione di cui all art.10 del decreto legislativo n. 372 del 1999 (G.U. n. 126 del 31 maggio 2002) Istituzione della commissione di cui all'art. 3, comma 2, ultimo periodo, del decreto legislativo n. 372/1999. (GU n. 302 del 27-12-2002) Legge 31 ottobre 2003, n. 306 Legge Comunitaria 2003 Alle attiività 3.1./3.3./3.4./3.5 dell allegato I alla direttiva IPPC viene assegnato il codice NOSE-P: 104.11; ai relativi processi Fabbricazione di gesso, asfalto, cemento, fibre di vetro, mattoni, piastrelle o calcestruzzo, prodotti ceramici (Industria dei prodotti minerali che comporta processi di combustione) il codice SNAP 2: 0303. All art. 41 è disposta la Delega al Governo per l'attuazione integrale della direttiva 96/61/CE sulla prevenzione e riduzione integrate dell'inquinamento: Il Governo e' delegato ad emanare, entro dodici mesi dalla data di entrata in vigore della presente legge, un decreto legislativo per l'integrale attuazione della direttiva 96/61/CE in base ai seguenti principi e criteri direttivi: a) estensione delle disposizioni del citato decreto legislativo n. 372 del 1999, limitate agli impianti industriali esistenti,anche ai nuovi impianti e a quelli sostanzialmente modificati; b) indicazione esemplificativa delle autorizzazioni già in atto, da considerare assorbite nell'autorizzazione integrata. Le disposizioni prevedono, tra gli altri, l emanazione di un nuovo decreto legislativo per il recepimento completo della direttiva 96/61/CE, regolamentando anche i nuovi impianti IPPC 88

A. 2 - Inquinamento atmosferico (contenimento delle emissioni inquinanti) Riferimento normativo Descrizione Riferimenti agli impianti di produzione del cemento e/o della calce D.P.R. 24 maggio 1988 n. 203 Attuazione delle direttive CEE numeri 80/779, 82/884, 84/360, e 85/203 concernenti norme in materia di qualità dell aria, relativamente a specifici agenti inquinanti, e di inquinamento prodotto dagli impianti industriali, ai sensi dell art. 15 della legge 16 aprile 1987, n. 183 (G.U. n. 140 del 16 giugno 1988, S.O.). Dpcm 21 luglio 1989 (attuazione e interpretazione del Dpr 203/1988 D.M. 12 luglio 1990 D.P.R. 25 luglio 1991 L. 15 gennaio 1994, n. 65 Atto di indirizzo e coordinamento alle Regioni, ai sensi dell'articolo 9 della legge 8 luglio 1986, n. 349, per l'attuazione e l'interpretazione del decreto del Presidente della Repubblica 24 maggio 1988, n. 203, recante norme in materia di qualità dell'aria relativamente a specifici agenti inquinanti e di inquinamento prodotto da impianti industriali Linee guida per il contenimento delle emissioni inquinanti degli impianti industriali e la fissazione dei valori minimi di emissione (G.U. n. 176 del 30 luglio 1990, S.O.). Modifiche all atto di indirizzo e coordinamento in materia di emissioni poco significative e di attività a ridotto inquinamento atmosferico, emanato con decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri in data 21 luglio 1989 (G.U. n. 175 del 27 luglio 1991) Ratifica ed esecuzione della convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici, con allegati, fatta a New York il 9 maggio 1992 (G.U. n. 23 del 29 gennaio 1994, S.O.) Impianti di fabbricazione del cemento e forni rotativi per la produzione della calce sono inclusi nell allegato I e pertanto devono presentare la domanda di autorizzazione ai sensi degli articoli 12 o 17 del Dpr n. 203 Nell allegato 2 (valori di emissione per specificate tipologie di impianti) vengono forniti i limiti di emissione dai cementifici per: NOx: 1800-3000 mg/nm 3 ; SO 2 : 600-1500 mg/nm 3 ; Nell allegato 1 vengono riportati tutti i limiti di emissione per tutti gli altri inquinanti. Allegato 4: metodi di campionamento, analisi e valutazione delle emissioni; allegato 5: indicazioni su alcune tecnologie disponibili negli impianti di abbattimento Non cita i cementifici tra gli impianti che emettono quantità poco significative 89

D.M. 15 aprile 1994 D.M. 5 settembre 1994 D.M. 7 febbraio 1995 D.P.C.M. 14 novembre 1995 D.M 21 dicembre 1995 Decreto Legislativo 4 agosto 1999, n.351 D.M. 25 febbraio 2000, n. 124 D. M. 25 agosto 2000 Norme tecniche in materia di livelli e di stati di attenzione e di allarme per gli inquinanti atmosferici nelle aree urbane, ai sensi degli articoli 3 e 4 del decreto del Presidente della Repubblica 24 maggio 1988, n. 203, e dell art. 9 del decreto ministeriale 20 maggio 1991 (G.U. n. 107 del 10 maggio 1994) Elenco delle industrie insalubri di cui all art. 216 del testo unico delle leggi sanitarie (G.U. n. 220 del 20 settembre 1994, S.O.) Modalità e contenuti delle domande di concessione e/o di autorizzazione all installazione di impianti di lavorazione o di deposito di oli minerali (G.U. n. 56 dell 8 marzo 1995) Recepimento della direttiva 93/12/CEE relativa al tenore dello zolfo di taluni combustibili liquidi (G.U. n. 279 del 29 novembre 1995) Disciplina dei metodi di controllo delle emissioni in atmosfera dagli impianti industriali (G.U. 8 gennaio 1996, n. 5) Attuazione della direttiva 96/62/CE in materia di valutazione e di gestione della qualità dell'aria (GU n. 241 del 13-10-1999) Regolamento recante i valori limite di emissione e le norme tecniche riguardanti le caratteristiche e le condizioni di esercizio degli impianti di incenerimento e di coincenerimento dei rifiuti pericolosi, in attuazione della direttiva 94/67/CE del Consiglio del 16 dicembre 1994, e ai sensi dell articolo 3, comma 2, del d.p.r. 24 maggio 1998 n. 203 e dell art. 18, comma 2, lettera a), del d.lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 114 del 18 maggio 2000). Aggiornamento dei metodi di campionamento, analisi e valutazione degli inquinanti, ai sensi del d.p.r. 24 maggio 1988, n. 203. Nella Parte I (INDUSTRIE DI PRIMA CLASSE), lettera B (prodotti e materiali) dell allegato, vengono comprese la produzione di cementi e la produzione di calce I cementifici non vengono inclusi tra gli impianti da monitorare in continuo Rilevamento delle emissioni in flussi convogliati di SO2 e NOx 90

Decisione del consiglio del 4 aprile 2001 D.M. 4 giugno 2001 D.P.R. 26 ottobre 2001, n. 416 DPCM 8 marzo 2002 D.M. 2 aprile 2002, n. 60 L. 1 giugno 2002, n. 120 Approvazione, a nome della Comunità europea, del protocollo della convenzione del 1979 sull'inquinamento atmosferico transfrontaliero a grande distanza relativo ai metalli pesanti (2001/379/CE) (GUCE n. L 134/41 del 17/15/2001) Programmi di rilievo nazionale per la riduzione delle emissioni di gas serra, in attuazione dell art. 3 del decreto ministeriale 20 luglio 2000, n. 337 (G.U. n. 205 del 4 settembre 2001) Regolamento recante norme per l applicazione della tassa sulle emissioni di anidride solforosa e di ossidi di azoto, ai sensi dell articolo 17, comma 29, della legge n. 449 del 1997 (G.U. n. 277 del 28 novembre 2001) Disciplina delle caratteristiche merceologiche dei combustibili aventi rilevanza ai fini dell'inquinamento atmosferico, nonché delle caratteristiche tecnologiche degli impianti di combustione (G.U. n. 60, 12 marzo 2002, Serie Generale) Recepimento della direttiva 1999/ 30/ CE del Consiglio del 22 aprile 1999 concernente i valori limite di qualità dell aria ambiente per il biossido di zolfo, il biossido di azoto, gli ossidi di azoto, le particelle e il piombo e della direttiva 2000/ 69/ CE relativa ai valori limite di qualità dell aria ambiente per il benzene ed il monossido di carbonio (S.O. 77/ L alla G.U. n. 87 del 13 aprile 2002) Ratifica ed esecuzione del Protocollo di Kyoto alla Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici, fatto a Kyoto l 11 dicembre 1997 (S.O. 129/ L alla G.U. n. 142 del 19 giugno 2002) Le parti contraenti il protocollo devono applicare le migliori tecniche disponibili (indicate nell allegato III) agli impianti rientranti nelle categorie di grandi fonti fisse, elencate in allegato II, entro determinate scadenze. Rientrano nell allegato II, e quindi nelle suddette categorie di grandi fonti fisse, anche gli impianti di produzione di clinker di cemento con forni rotativi, di capacità superiore a 500 tonnellate al giorno o in altri forni con capacità produttiva superiore a 50 tonnellate al giorno Combustibili solidi (carbone, Coke da petrolio): tabella approvata con DPCM 20/06/2002 91

Direttiva 2003/87/CE del Parlamento europeo e del Consiglio del 13 ottobre 2003 Istituisce una disciplina per lo scambio di quote di emissione dei gas a effetto serra nella Comunità e che modifica la direttiva 96/61/CE del Consiglio (G.U.C.E. L275 del 25 ottobre 2003 Il sistema di scambio di quote di emissione di gas serra proposto nel documento (applicato inizialmente solo alla CO 2 ) verrebbe applicato alle categorie di attività elencate nell allegato I; si tratta delle principali attività produttrici di gas a effetto serra, già disciplinate dalla direttiva IPPC. Tra le categorie elencate nell allegato I, ci sono quindi anche gli impianti destinati alla produzione di clinker (in forni rotativi con capacità di produzione maggiore di 500 t/g). La direttiva consente agli Stati membri di fare proprie le procedure di autorizzazione previste dalla direttiva IPPC, ma queste devono prevedere la concessione di un nuovo tipo di autorizzazione (ad emettere gas a effetto serra, rilasciata a norma degli artt. 5/6) basata sulla presentazione di informazioni supplementari rispetto a quelle prescritte dalla direttiva IPPC A. 3 - Inquinamento idrico Riferimento normativo D. Lgs. del 12 luglio 1993, n. 275 Legge 5 gennaio 1994, n. 36 D.P.R. 18 febbraio 1999, n. 238 Descrizione Riordino in materia di concessione di acque pubbliche (G. U. 5 agosto 1993, n. 182 ) Disposizioni in materia di risorse idriche (G. U. 19 gennaio 1994, n. 24) Regolamento recante norme per l attuazione di talune disposizioni della L. 5 gennaio 1994, n. 36, in materia di risorse idriche (G.U. n. 173 del 26 luglio 1999). Riferimento agli impianti di produzione del cemento e/o della calce D.lgs. 11 maggio 1999, n. 152 Disposizioni sulla tutela delle acque dall inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole (G.U. n. 124 del 29 maggio 1999, S.O.). 92

Testo aggiornato del decreto legislativo 11 maggio 1999, n. 152 D. Lgs. del 18 agosto 2000, n. 258 D. M. (Finanze) del 24 novembre 2000 D.M. 12 giugno 2003 n.185 Disposizioni sulla tutela delle acque dall inquinamento e recepimento della direttiva 91/ 271/ CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/ 676/ CEE relativa alla protezione delle acque dall inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole, a seguito delle disposizioni correttive ed integrative di cui al decreto 18 agosto 2000, n. 258 (S.O. 172/ L alla G.U. n. 246 del 20 ottobre 2000) Disposizioni correttive e integrative del decreto legislativo 11 maggio 1999, n. 152, in materia di tutela delle acque dall'inquinamento, a norma dell'articolo l, comma 4, della legge 24 aprile 1998, n. 128. (Pubblicato sul Supplemento Ordinario alla Gazzetta Ufficiale n. 218 del 18 settembre 2000) Aggiornamento dei canoni annui per l'utenza di acqua pubblica di cui all'art. 18, commi 1 e 2, della legge 5 gennaio 1994, n. 36. (G.U. del 28 dicembre 2000 n. 301) Regolamento recante norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue in attuazione dell'articolo 26, comma 2, del decreto legislativo 11 maggio 1999, n. 152 (G.U. n. 169 del 23 luglio 2003) A. 4 - Inquinamento acustico Riferimento normativo D.P.C.M. 1 marzo 1991 Descrizione Limiti massimi di esposizione al rumore negli ambienti abitativi e nell'ambiente esterno (G.U. n. 57 dell'8 marzo 1991). Riferimento agli impianti di produzione del cemento e/o della calce 93

L. 26 ottobre 1995, n. 447 D.M. (Ambiente) 11 dicembre 1996 D.P.C.M. 14 novembre 1997 D.M (Ambiente) 16 Marzo 1998 D.M. 29 novembre 2000 Direttiva 2002/ 49/ CE Legge quadro sull'inquinamento acustico (G.U. n. 254 del 30 ottobre 1995, S.O.). Applicazione del criterio differenziale per gli impianti a ciclo produttivo continuo (G.U. n. 52 del 4 marzo 1997) Determinazione dei valori limite delle sorgenti sonore (G.U. n. 280 del 1 dicembre 1997) Tecniche di rilevamento e di misurazione dell inquinamento acustico (G.U. n. 76 del 1 aprile 1998) Criteri per la predisposizione, da parte delle società e degli enti gestori dei servizi pubblici di trasporto o delle relative infrastrutture, dei piani degli interventi di contenimento o abbattimento del rumore relativa alla determinazione e alla gestione del rumore ambientale (G.U.C.E. L 189 del 18 luglio 2002) A. 5 - Gestione dei rifiuti Riferimento normativo Descrizione Riferimenti agli impianti di produzione del cemento e/o della calce D.P.R. 10 settembre 1982, n. 915 Delibera comitato interministeriale 27 giugno 1984 D.l. 9 settembre 1988, n. 397, convertito, con modificazioni, dalla L. 9 novembre 1988, n. 475 Attuazione delle direttive 75/442 relative a rifiuti, n. 86/403 relativa allo smaltimento dei policlorodifenili e n. 78/319 relativa ai rifiuti tossici e nocivi (G.U. n. 343 del 15 dicembre 1982) Disposizioni per la prima applicazione dell articolo 4 del D.P.R. 10 settembre 1982, n. 985, concernente lo smaltimento dei rifiuti (G.U. n. 253 del 13 settembre 1984, S.O.) Disposizioni urgenti in materia di smaltimento dei rifiuti industriali (G.U. n. 213 del 10 settembre 1988; G.U. n. 264 del 10 novembre 1988) - - - 94

D.M. (Ambiente) 26 aprile 1989 D.M. (Ambiente) 29 maggio 1991 Dir. 91/ 156/ CEE del 18 marzo 1991 Direttiva 91/689/CEE del 12 dicembre 1991 D.lgs. 27 gennaio 1992, n. 95 Reg. CEE 1 febbraio 1993, n. 259 Istituzione del catasto nazionale dei rifiuti speciali (G.U. n. 135 del 12 giugno 1989) Indirizzi generali per la regolamentazione della raccolta differenziata dei rifiuti solidi (G.U. n. 136 del 12 giugno 1991) Modifica la direttiva 75/ 442/ CEE relativa ai rifiuti (G.U.C.E. L 78 del 26 marzo 1991). Rifiuti pericolosi Attuazione delle direttive 75/439/CEE e 87/101/CEE relative alla eliminazione degli oli usati (G.U. n. 38 del 15 febbraio 1992, S.O.). Regolamento dl Consiglio relativo alla sorveglianza e al controllo delle spedizioni di rifiuti all interno della Comunità Europea nonché in entrata e in uscita dal suo territorio (G.U. C.E. n. L 30 del 6 febbraio 1993) L. 25 gennaio 1994, n. 70 Norme per la semplificazione degli adempimenti in materia ambientale, sanitaria e di sicurezza pubblica, nonché per l'attuazione del sistema di ecogestione e di audit ambientale (G.U.n. 24 del 31 gennaio 1994) Direttiva 94/62/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 20 dicembre 1994 D.M. (Ambiente) 18 luglio 1996 L. 11 novembre 1996, n. 575 D. lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 D.M. (Ambiente-Industria) 29 ottobre 1997 Imballaggi e i rifiuti di imballaggio (G.U.C.E. n. L 365 del 31 dicembre 1994) Recepita con D. lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 Ammontare dell imposta unitaria dovuta per i rifiuti dei settori minerario, estrattivo, edilizio, lapideo e metallurgico smaltiti in discarica (G.U. n. 250 del 24 ottobre 1996) Sanatoria degli effetti della mancata conversione dei decreti-legge in materia di recupero dei rifiuti (G.U. n. 265 del 12 novembre 1996) Attuazione delle direttive 91/156/CEE sui rifiuti, 91/689/CEE sui rifiuti pericolosi e 94/62/CE sugli imballaggi e rifiuti di imballaggio (G.U. n. 38 del 15 febbraio 1997, S.O.). Approvazione dello statuto del Consorzio nazionale imballaggi (CONAI) (non pubblicato sulla G.U.) - - - - - - - - - Il decreto riporta in allegato A il Catalogo Europeo dei Rifiuti (che coincide con l allegato alla decisione 94/3/CE), annoverando nella categoria Rifiuti inorganici provenienti da processi termici (codice 10 00 00 ) i Rrifiuti della fabbricazione di cemento, calce e gesso e manufatti con questi materiali (codice 10 13 00) - 95

D.M. (Ambiente) 5 febbraio 1998 D.M. (Ambiente) 11 marzo 1998, n. 141 D.M. (Ambiente) 1 aprile 1998, n. 145 D.M. (Ambiente) 1 aprile 1998, n. 148 D.M. (Ambiente) 4 agosto 1998, n. 372 L. 9 dicembre 1998, n. 426 Individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle procedure semplificate di recupero ai sensi degli articoli 31 e 33 del d.lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 88 del 16 aprile 1998, S.O.) Regolamento recante norme per lo smaltimento in discarica dei rifiuti e per la catalogazione dei rifiuti pericolosi smaltiti in discarica (G.U. n. 108 del 12 maggio 1998) Regolamento recante la definizione del modello e dei contenuti del formulario di accompagnamento dei rifiuti ai sensi degli articoli 15, 18 comma 2, lettera e), e comma 4, del d.lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 109 del 13 maggio 1998) Regolamento recante approvazione del modello dei registri di carico e scarico dei rifiuti ai sensi degli articoli 12, 18, comma 2, lettera m), e 18, comma 4, del d.lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 110 del 14 maggio 1998) Regolamento recante norme sulla riorganizzazione del catasto dei rifiuti (G.U. n. 252 del 28 ottobre 1998, s.o.) Nuovi interventi in campo ambientale (G.U. n. 291 del 14 dicembre 1998, S.O.) I cementifici vengono elencati tra le attività di recupero delle seguenti categorie di rifiuti non pericolosi: - scorie provenienti dall'industria della metallurgia dei metalli non ferrosi, ad esclusione di quelle provenienti dalla metallurgia termica del Pb, Al e Zn, scorie dalla produzione del fosforo; scoria Cubilot [060902] [100601] [100602] [100801] [100802] [101003]; - scorie di acciaieria, scorie provenienti dalla fusione in forni elettrici, a combustibile o in convertitori a ossigeno di leghe di metalli ferrosi e dai successivi trattamenti di affinazione delle stesse [100202] [100903] [100201]; - polvere di allumina [100305]. Dir. CE 26 aprile 1999, n. 31 Discariche di rifiuti (G.U.C.E. n. L 182 del 16 luglio 1999) - D. gs. 22 maggio 1999, n.209 Attuazione della direttiva 96/59/CE relativa allo smaltimento dei policlorodifenili e dei policlorotrifenili (G.U. n. 151 del 30 giugno 1999) - D.l. 30 dicembre 1999, n. 500, convertito, con modificazioni, dalla L. 25 febbraio 2000, n. 33 Disposizioni urgenti concernenti la proroga dei termini per lo smaltimento in discarica di rifiuti e per le comunicazioni relative ai PCB, nonché l immediata utilizzazione di risorse finanziarie necessarie per l attivazione del protocollo di Kyoto (G.U. n. 305 del 30 dicembre 1999; G.U. n. 48 del 28 febbraio 2000) - - - - - - 96

D.M. (Ambiente) 18 aprile 2000, n. 309 Decisione CE 3 maggio 2000, n. 532 Decisione 2001/119/CE della Commissione del 22 gennaio 2001 Decisione 2001/524/CE della Commissione del 28 giugno 2001 D.M. (Ambiente) 11 ottobre 2001 Direttiva 9 aprile 2002 del Ministro dell Ambiente Decreto ministeriale 12 giugno 2002, n. 161 D.P.C.M. del 24 dicembre 2002 Regolamento di organizzazione e funzionamento dell Osservatorio nazionale sui rifiuti, di cui all articolo 26, comma 4, del decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 254 del 30 ottobre 2000) Decisione della Commissione che sostituisce la decisione 94/3/CE che istituisce un elenco di rifiuti conformemente all articolo 1, lettera a), della direttiva 75/442/CEE del Consiglio relativa ai rifiuti e la decisione 94/904/CE del Consiglio che istituisce un elenco di rifiuti pericolosi ai sensi dell articolo 1, paragrafo 4, della direttiva 91/689/CEE del Consiglio relativa ai rifiuti pericolosi (G.U.C.E. n. L 226 del 6 settembre 2000) Modifica della decisione 2000/532/CE che sostituisce la decisione 94/3/CE che istituisce un elenco di rifiuti conformemente all'articolo 1, lettera a), della direttiva 75/442/CEE del Consiglio relativa ai rifiuti e la decisione 94/904/CE del Consiglio che istituisce un elenco di rifiuti pericolosi ai sensi dell'articolo 1, paragrafo 4, della direttiva 91/689/CEE relativa ai rifiuti pericolosi (G.U.C.E. n. L 047 del 16 febbraio 2001) Pubblicazione dei riferimenti delle norme EN 13428:2000, EN 13429:2000, EN 13430:2000, EN 13431:2000 ed EN 13432:2000, nella G.U.C.E. delle Comunità europee, nell'ambito dell'attuazione della direttiva 94/62/CE sugli imballaggi e i rifiuti di imballaggio. (G.U.C.E. n. L 190 del 12 luglio 2001) Condizioni per l utilizzo dei trasformatori contenenti PCB in attesa della decontaminazione o dello smaltimento (G.U. n. 255 del 2 novembre 2001) Indicazioni per la corretta e piena applicazione del Regolamento Comunitario n. 2557/ 2001 sulle spedizioni di rifiuti ed in relazione al nuovo elenco dei rifiuti (S.O. 102 alla G.U. n. 108 del 10 maggio 2002) Regolamento attuativo degli articoli 31 e 33 del decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22, relativo all individuazione dei rifiuti pericolosi che è possibile ammettere alle procedure semplificate (G.U. n. 177 del 30 luglio 2002) Approvazione del nuovo modello unico di dichiarazione ambientale per l'anno 2003 (G.U n. 3 del 4 gennaio 2003- Suppl. Ordinario n.1) - Nel nuovo C.E.R. (Catalogo Europeo dei Rifiuti) i Rrifiuti della fabbricazione di cemento, calce e gesso e manufatti con questi materiali mantengono l stesso codice (10 13 00) - - - 97

A. 6 - Riutilizzo di rifiuti come combustibili Riferimento normativo Descrizione Riferimenti agli impianti di produzione del cemento e/o della Calce D.lgs. 27 gennaio 1992, n. 95 D.Lgs. 14 dicembre 1992, n. 508 D.M. (Ambiente) 17 febbraio 1993 D.M. (Sanità) 26 marzo 1994 D.M. (Industria) 16 maggio 1996, n. 392 L. 11 novembre 1996, n. 575 D. lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 Attuazione delle direttive 75/439/CEE e 87/101/CEE relative alla eliminazione degli oli usati (G.U. n. 38 del 15 febbraio 1992, S.O.). Attuazione della direttiva 90/667/CEE del Consiglio del 27 novembre 1990, che stabilisce le norme sanitarie per l'eliminazione, la trasformazione e l'immissione sul mercato di rifiuti di origine animale e la protezione dagli agenti patogeni degli alimenti per animali di origine animale o a base di pesce e che modifica la direttiva 90/425/CEE (G.U. n. 305 del 30 dicembre 1992) Modalità e termini di accertamento, riscossione e versamento del contributo dovuto alle imprese partecipanti al Consorzio obbligatorio degli oli usati (G.U. n. 64 del 18 marzo 1993) Raccolta e trasporto di rifiuti di origine animale (G.U. n. 101 del 3 maggio 1994) Regolamento recante norme tecniche relative alla eliminazione degli oli usati (G.U. n. 173 del 25 luglio 1996) Sanatoria degli effetti della mancata conversione dei decreti-legge in materia di recupero dei rifiuti (G.U. n. 265 del 12 novembre 1996) Attuazione delle direttive 91/156/CEE sui rifiuti, 91/689/CEE sui rifiuti pericolosi e 94/62/CE sugli imballaggi e rifiuti di imballaggio (G.U. n. 38 del 15 febbraio 1997, S.O.). 98

D.M. (Ambiente) 5 febbraio 1998 D.M. (Ambiente) 1 aprile 1998, n. 145 D.M. (Ambiente) 1 aprile 1998, n. 148 D.M. (Ambiente-Industria) 15 luglio 1998 D. gs. 22 maggio 1999, n.209 D.M. (Ambiente) 25 febbraio 2000, n. 124 Individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle procedure semplificate di recupero ai sensi degli articoli 31 e 33 del d.lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 88 del 16 aprile 1998, S.O.) Regolamento recante la definizione del modello e dei contenuti del formulario di accompagnamento dei rifiuti ai sensi degli articoli 15, 18 comma 2, lettera e), e comma 4, del d.lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 109 del 13 maggio 1998) Regolamento recante approvazione del modello dei registri di carico e scarico dei rifiuti ai sensi degli articoli 12, 18, comma 2, lettera m), e 18, comma 4, del d.lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 110 del 14 maggio 1998) Approvazione dello statuto del Consorzio obbligatorio nazionale di raccolta e trattamento degli oli e dei grassi vegetali ed animali, esausti (G.U. n. 187 del 12 agosto 1998, S.O.) Attuazione della direttiva 96/59/CE relativa allo smaltimento dei policlorodifenili e dei policlorotrifenili (G.U. n. 151 del 30 giugno 1999) Regolamento recante i valori limite di emissione e le norme tecniche riguardanti le caratteristiche e le condizioni di esercizio degli impianti di incenerimento e di coincenerimento dei rifiuti pericolosi, in attuazione della direttiva 94/67/CE del Consiglio del 16 dicembre 1994, e ai sensi dell articolo 3, comma 2, del D.P.R. 24 maggio 1988, n. 203, e dell articolo 18, comma 2, lettera a), del d.lgs. 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 114 del 18 maggio 2000) I cementifici vengono elencati tra le attività di recupero delle seguenti categorie di rifiuti non pericolosi: - scorie provenienti dall'industria della metallurgia dei metalli non ferrosi, ad esclusione di quelle provenienti dalla metallurgia termica del Pb, Al e Zn, scorie dalla produzione del fosforo; scoria Cubilot [060902] [100601] [100602] [100801] [100802] [101003]; - scorie di acciaieria, scorie provenienti dalla fusione in forni elettrici, a combustibile o in convertitori a ossigeno di leghe di metalli ferrosi e dai successivi trattamenti di affinazione delle stesse [100202] [100903] [100201]; - polvere di allumina [100305]. 99

D.M. (Ambiente) 18 aprile 2000, n. 309 Dir. 2000/76/CE del 4 dicembre 2000 Ord. Min. (Sanità) 30 marzo 2001 LEGGE 9 marzo 2001, n. 49 D.P.C.M. 7 settembre 2001, n. 395 D.l. 28 dicembre 2001, n. 452, convertito, con modificazioni, dalla L. 27 febbraio 2002, n. 16 L. 27 febbraio 2002, n. 16 Regolamento di organizzazione e funzionamento dell Osservatorio nazionale sui rifiuti, di cui all articolo 26, comma 4, del decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22 (G.U. n. 254 del 30 ottobre 2000) Direttiva del Parlamento europeo e del Consiglio sull incenerimento dei rifiuti (G.U.C.E. L332 del 28 dicembre 2000) Misure sanitarie ed ambientali urgenti in materia di encefalopatie spongiformi trasmissibili relative alla gestione, al recupero energetico ed all incenerimento del materiale specifico a rischio e dei materiali ad alto e basso rischio (G.U. n. 82 del 7 aprile 2001) Conversione in legge, con modificazioni, del decreto decreto-legge 11 gennaio 2001, n. 1, recante: "Disposizioni urgenti per la distruzione del materiale specifico a rischio per encefalopatie pongiformi bovine e delle proteine a animali ad alto rischio, nonche' per l'ammasso nimali pubblico temporaneo delle proteine animali a basso rischio.". Recepimento della direttiva 99/ 32/ CE relativa alla riduzione del tenore di zolfo di alcuni combustibili liquidi (g.u. N. 255 DEL 2 NOVEMBRE 2001) Disposizioni urgenti in tema di accise, di gasolio per autotrazione, di smaltimento di oli usati, di giochi e scommesse, nonché sui rimborsi IVA, sulla pubblicità effettuata con veicoli, sulle contabilità speciali, sui generi di monopolio, sul trasferimento di beni demaniali, sulla giustizia tributaria, sul funzionamento del servizio nazionale della riscossione dei tributi e su contributi ad enti ed associazioni (G.U. n. 301 del 29 dicembre 2001; G.U. n. 49 del 27 febbraio 2002) Conversione in legge, con modificazioni, del decreto legge 28 dicembre 2001 n. 452 recante disposizioni urgenti in tema di accise, di gasolio per autotrazione, di smaltimento di oli usati, di giochi e scommesse, nonché sui rimborsi IVA (CDR) (G.U. n. 63 del 15 marzo 2002) L allegato II.1 alla direttiva riporta disposizioni speciali relative ai forni per cemento che coinceneriscono rifiuti. Inoltre, nell art.14 (clausola di revisione) si dichiara che la Commissione presenterà al Consiglio e al Parlamento europeo una relazione basata sull esperienza relativa all applicazione della direttiva, in cui è prevista una speciale sezione sull applicazione dell allegato II.1 Secondo l art. 1, comma 2, i titolari degli impianti di incenerimento sono obbligati ad accettare, per lo smaltimento, il materiale specifico a rischio e ad alto rischio e i prodotti trasformati, ottenuti o derivati. L'obbligo di accettazione sussiste anche per i titolari di impianti per la produzione di leganti idraulici a ciclo completo. Il decreto esenta i bitumi di petrolio (codice NC 2713 2000) impiegati come combustibile nei cementifici dall imposta di consumo secondo l'aliquota prevista nell'allegato I dello stesso decreto. (art. 6, comma 2). 100

D.P.C.M. 8 marzo 2002) Direttiva 9 aprile 2002 del Ministro dell Ambiente L. 6 maggio 2002 n. 82 Decreto ministeriale 12 giugno 2002, n. 161 Decreto del 9 gennaio 2003 Disciplina delle caratteristiche merceologiche dei combustibili aventi rilevanza ai fini dell inquinamento atmosferico, nonché delle caratteristiche tecnologiche degli impianti di combustione (G.U. n. 154 del 3 luglio 2002 Indicazioni per la corretta e piena applicazione del Regolamento Comunitario n. 2557/ 2001 sulle spedizioni di rifiuti ed in relazione al nuovo elenco dei rifiuti (S.O. 102 alla G.U. n. 108 del 10 maggio 2002) Conversione in legge del d.l. 7 marzo 2002, n. 22 recante Disposizioni urgenti per l individuazione della disciplina relativa all utilizzazione del coke da petrolio (pet-coke) negli impianti di combustione (G.U. n. 105 del 7 maggio 2002) Regolamento attuativo degli articoli 31 e 33 del decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22, relativo all individuazione dei rifiuti pericolosi che è possibile ammettere alle procedure semplificate (G.U. n. 177 del 30 luglio 2002) Esclusione dei pneumatici ricostruibili dall'elenco di rifiuti non pericolosi (GU n. 14 del 18 gennaio 2003) E' vietato l'utilizzo del coke da petrolio nei forni per la produzione della calce impiegata nell'industria alimentare (art. 2., comma 4) A.7 - Danno ambientale e rischi di incidente rilevante Riferimento normativo Descrizione Riferimenti agli impianti di produzione del cemento e/o della Calce D.P.R. 17 maggio 1988, n. 175 Attuazione della direttiva CEE n. 82/501, relativa ai rischi di incidenti rilevanti connessi con determinate attività industriali ai sensi della legge 16 aprile 1987, n. 183 (G.U. n. 127 del 1 giugno 1988). 101

D.P.C.M. 31 marzo 1989 Direttiva 96/82/CE del Consiglio del 9 dicembre 1996 Legge 15 Marzo 1997, n. 59 D.M. (Ambiente) 5 novembre 1997 D.P.R. 12 gennaio 1998, n. 37 D.M. (Interno) 30 aprile 1998 D.lgs. 17 agosto 1999, n. 334 Decreto Ministeriale 25 ottobre 1999, n. 471 Applicazione dell'art.12 del D.P.R. 17 maggio 1988, n. 175, concernente rischi rilevanti connessi a determinate attività industriali (G.U. n. 93 del 21 aprile 1989, S.O.). Controllo dei pericoli di incidenti rilevanti connessi con determinate sostanze pericolose (G.U.C.E. n. L 010 del 14/01/1997) (Attuata con D. Lgs. del 17 agosto 1999, n. 334) Delega al governo per il conferimento di funzioni e compiti alle regioni ed enti locali, per la riforma della pubblica amministrazione e per la semplificazione amministrativa (G. U. n. 63 del 17 marzo 1997) Criteri e metodi per l effettuazione delle ispezioni agli stabilimenti di cui al decreto del Presidente della Repubblica del 17 maggio 1988, n. 175 e successive modificazioni (G.U. n. 27 del 3 febbraio 1998) Regolamento recante disciplina dei procedimenti relativi alla prevenzione incendi, a norma dell'art. 20, comma 8, della legge 15 marzo 1997, n. 59 (G.U. n 57 del 10/03/1998) Modificazioni al decreto ministeriale 2 agosto 1984 recante: Norme e specificazioni per la formulazione del rapporto di sicurezza ai fini della prevenzione incendi nelle attività a rischio di incidenti rilevanti di cui al decreto ministeriale 16 novembre 1983 (G.U. n. 114 del 19 maggio 1998) Attuazione della direttiva 96/82/CE relativa al controllo dei pericoli di incidenti rilevanti connessi con determinate sostanze pericolose (G.U. n. 228 del 28 settembre 1999, S.O.) Regolamento recante criteri, procedure e modalità per la messa in sicurezza, la bonifica e il ripristino ambientale dei siti inquinati, ai sensi dell'articolo 17 del decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22, e successive modificazioni e integrazioni (S. O. n. 218/L alla Gazzetta ufficiale 15 dicembre 1999, n. 293) 102

D.M. (Ambiente) 9 agosto 2000 D.M. (Interno) 19 marzo 2001 Decreto Ministeriale n.151, 9 maggio 2001 D.M. (Ambiente) 16 maggio 2001, n. 293 Decisione 2001/573/CE del Consiglio del 23 luglio 2001 che modifica l'elenco di rifiuti contenuto nella decisione 2000/532/CE della Commissione D.M. 18 settembre 2001, n. 468 L. 20 febbraio 2002, n. 30 Linee guida per l attuazione del sistema di gestione della sicurezza (G.U. n. 195 del 22 agosto 2000) Procedure di prevenzione incendi relative ad attività a rischio di incidente rilevante (G.U. n. 80 del 5 aprile 2001) Procedure di prevenzione incendi relative ad attività a rischio di incidente rilevante (G.U. n. 80 del 5 aprile 2001) Requisiti minimi di sicurezza in materia di pianificazione urbanistica e territoriale per le zone interessate da stabilimenti a rischio di incidente rilevante). (G.U. n.138 del 16/6/2001) Regolamento di attuazione della direttiva 96/82/CE, relativa al controllo dei pericoli di incidenti rilevanti connessi con determinate sostanze pericolose (G.U. n. 165 del 18 luglio 2001) Rifiuti contenenti clorosilano, rifiuti contenenti silicone, materiali da costruzione contenenti amianto, miscele di oli e grassi prodotte dalla separazione olio/acqua (G.U.C.E. n. L 203 del 28 luglio 2001) Regolamento recante: Programma nazionale di bonifica e ripristino ambientale. (S.O. della G.U. n. 13 del 16 gennaio 2002) Ratifica ed esecuzione della Convenzione sugli effetti transfrontalieri derivanti da incidenti industriali, con annessi, fatta a Helsinki il 17 marzo 1992 (G.U. n. 62 del 14 marzo 2002, S.O.) 103

A. 8 - Sostanze e preparati pericolosi Riferimento normativo Descrizione Riferimenti agli impianti di produzione del cemento e/o della Calce R.D. 18 giugno 1931, n. 773 Testo unico delle leggi di pubblica sicurezza (G.U. n. 146 del 26 giugno 1931, S.O.). D.M. (Sanità) del 23 febbraio 1988 n. 84 Direttiva 91/157/CEE del Consiglio del 18 marzo 1991 Reg. CEE 23 marzo 1993, n. 793 Direttiva 93/86/CEE del Commissione del 4 ottobre 1993 Reg. CEE 28 giugno 1994, n. 1488 D.lgs. 3 febbraio 1997, n. 52 D.M. (Sanità) 4 aprile 1997 Etichettatura speciale da applicare su sostanze e preparati pericolosi (G.U. 21 marzo 1988, n. 67) Relative alle pile ed agli accumulatori contenenti sostanze pericolose (G.U.C.E. n. L 078 del 26 marzo1991) Recepita cone Decreto 20 novembre 1997, n. 476 Valutazione e controllo dei rischi presentati dalle sostanze esistenti (G.U. n. 41 del 27 maggio 1993) Recante adeguamento al progresso tecnico della direttiva 91/157/CEE del Consiglio relativa alle pile e agli accumulatori contenenti sostanze pericolose. (G.U.C.E. n. L 264 del 23 ottobre 1993) Recepita con Decreto 20 novembre 1997, n. 476 Principi per la valutazione dei rischi per l uomo e per l ambiente delle sostanze esistenti, a norma del regolamento (CEE) n. 793/93 del Consiglio (G.U. n. 62 del 18 agosto 1994) Attuazione della direttiva 92/32/CEE concernente classificazione, imballaggio ed etichettatura delle sostanze pericolose (G.U. n. 58 dell 11 marzo 1997, S.O.) Attuazione dell art. 25, commi 1 e 2, del decreto legislativo 3 febbraio 1997, n. 52, concernente classificazione, imballaggio ed etichettatura delle sostanze pericolose, relativamente alla scheda informativa in materia di sicurezza (G.U. n. 60 del 13 marzo 1997) 104

D.M. (Sanità) 28 aprile 1997 D.lgs. 16 luglio 1998, n. 285 D.M. (Sanità) 12 agosto 1998 D.lgs. 22 maggio 1999, n. 174 Direttiva 45/99/CE del Parlamento Europeo e del consiglio del 31 maggio 1999* D.M. Sanità 26 gennaio 2001 D.M (Sanità) dell 11 aprile 2001 Attuazione dell art. 37, commi 1 e 2, del decreto legislativo 3 febbraio 1997, n. 52, concernente classificazione, imballaggio ed etichettatura delle sostanze pericolose (G.U. n. 192 del 19 agosto 1997, S.O.) Attuazione di direttive comunitarie in materia di classificazione, imballaggio ed etichettatura dei preparati pericolosi, a norma dell articolo 38, della legge 24 aprile 1998, n. 128 (G.U. n. 191 del 18 agosto 1998) Recepimento delle direttive 94/60/CE, 96/55/CE, 97/10/CE, 97/16/CE, 97/56/CE e 97/64/CE recanti modifiche alla direttiva 76/769/CEE del Consiglio del 27 luglio 1976 concernente il riavvicinamento delle disposizioni legislative, regolamentari ed amministrative degli Stati membri relative alle restrizioni in materia di immissione sul mercato e di uso di talune sostanze e preparati pericolosi (G.U. n. 13 del 18 gennaio 1999, S.O.) Disciplina sanzionatoria per le violazioni delle disposizioni del regolamento (CEE) n. 793/93 relativo alla valutazione e al controllo dei rischi presentati dalle sostanze esistenti (G.U. n. 139 del 16 giugno 1999) Riavvicinamento delle disposizioni legislative, regolamentari ed amministrative degli Stati Membri relative alla classificazione, all imballaggio e all etichettatura dei preparati pericolosi (G.U.C.E. L 200 del 30 luglio 1999) Disposizioni relative alla classificazione, imballaggio ed etichettatura di sostanze pericolose in recepimento della direttiva 2000/ 32/ CE (S.O. 187 alla G.U. 164 del 17 luglio 2001) Recepimento della direttiva 2000/33/CE recante ventisettesimo adeguamento al progresso tecnico della direttiva 67/548/CEE, in materia di classificazione, imballaggio ed etichettatura di sostanze pericolose (Suppl. Ordinario n.203 alla G. U. n. 172 del 26 luglio 2001) 105

Direttiva 2001/58/CE della Commissione del 27 luglio 2001 Direttiva 2001/59/CE della Commissione del 6 agosto 2001* Direttiva 2001/60/CE della Commissione del 7 agosto 2001* D. M. (Sanità) del 7 settembre 2002 D.M. 3 luglio 2003 n.194 Modifica per la seconda volta la direttiva 91/155/CEE che definisce e fissa le modalità del sistema di informazione specifica concernente i preparati pericolosi ai sensi dell art. 14 della direttiva 1999/ 45/ CE del Parlamento europeo e del Consiglio nonché quelle relative alle sostanze pericolose conformemente all art. 27 della direttiva 67/548/ CEE del Consiglio (schede dati di sicurezza). (G.U.C.E. L 212 del 7 agosto 2001) (Recepita con D. M. (Sanità) del 7 settembre 2002) Ventottesimo adeguamento al progresso tecnico della direttiva 67/ 548/ CEE del Consiglio concernente il riavvicinamento delle disposizioni legislative, regolamentari ed amministrative relative alla classificazione, all imballaggio e all etichettatura delle sostanze pericolose (G.U.C.E. L 225 del 21 agosto 2001) Adeguamento al progresso tecnico della direttiva 1999/ 45/ CE del Parlamento europeo e del Consiglio concernente il riavvicinamento delle disposizioni legislative, regolamentari e amministrative degli Stati Membri relative alla classificazione, all imballaggio e all etichettatura dei preparati pericolosi (G.U.C.E. L 226 del 22 agosto 2001) Recepimento della direttiva 2001/58/CE della Commissione, del 27 luglio 2001, che modifica per la seconda volta la direttiva 91/155/CEE che definisce e fissa le modalità del sistema di informazione specifica concernente i preparati pericolosi ai sensi dell'art. 14 della direttiva 1999/45/CE del Parlamento europeo e del Consiglio nonché quelle relative alle sostanze pericolose conformemente all'articolo 27 della direttiva 67/548/CEE del Consiglio (GU n. 252 del 26-10-2002) Regolamento concernente l'attuazione della direttiva 98/101/CE della Commissione del 22 dicembre 1998, che adegua al progresso tecnico la direttiva del Consiglio 91/157/CEE relativa alle pile ed agli accumulatori contenenti sostanze pericolose (G.U. n. 173 del 28 luglio 2003) 106

A. 9 - Risparmio energetico Legge 9 gennaio 1991, n. 10 Norme per l attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia A. 10 - Certificazione ambientale di prodotto/strumenti volontari D.l. 6 luglio 1993, n. 216, convertito, con modificazioni, dalla L.9 agosto 1993, n. 294 D.M. (Ambiente) 2 agosto 1995, n. 413 Regolamento CE 1980/2000 del Parlamento Europeo e del Consiglio del 17 luglio 2002 Regolamento CE n. 761/2001 del Parlamento Europeo e del consiglio del 19 marzo 2001, L. 23 marzo 2001, n. 93 Adempimenti finanziari per l'attuazione del regolamento CEE n. 880/92 sul marchio di qualità ecologica - Ecolabel (G.U. n. 157 del 7 luglio 1993; G.U. n. 188 del 12 agosto 1993). Regolamento recante norme per l'istituzione ed il funzionamento del Comitato per l'ecolabel e l'ecoaudit (G.U. n. 231 del 3 ottobre 1995). Relativo al sistema comunitario, riesaminato, di assegnazione di un marchio di qualità ecologica (G.U.C.E. L237 del 21 settembre 2000) Adesione volontaria delle organizzazioni a un sistema comunitario di ecogestione e audit (EMAS) (G.U.C.E. n. L 114 del 24 aprile 2001) Disposizioni in campo ambientale (G.U. n. 79 del 4 aprile 2001) - - - - 107

ALLEGATO B: NORMATIVE NAZIONALI E INTERNAZIONALI VIGENTI Limiti di emissione nazionali per la produzione di cemento nell Unione Europea Le tabelle seguenti riportano i valori limite di emissione vigenti nei singoli paesi. L applicazione dei valori è diversa da paese a paese (tempo medio, condizioni di riferimento, tecniche di misurazione, criteri di conformità, ecc.). Polveri (mg/nm 3 ) Paesi Dati basati su Impianto nuovo/ modificato o esistente Camino del forno Raffreddator e del clinker Mulino cemento Altre fonti Austria Na (a) nuovo/modificato esistente 50 50 50 50 50 50 50 50 Belgio P nuovo/modificato o esistente 50 50-150 50 50-400 50 50-150 50-300 Danimarca P esistente 50 (b) 50 (b) 50 (b) 50 (b) Finlandia P nuovo/modificato esistente 50 50 (c) 50 50 30-50 30-50 30-50 30-50 Francia Na nuovo/modificato esistente 50 50 (d) 100 100 (d) 50 50 (e) 30 30 Germania Na nuovo/modificato esistente 50 50 50 50 50 50 50 50 Grecia Na/R nuovo/modificato esistente 100 150 100 150 100 150 Irlanda Italia Na/P esistente 50 50 50 50 Lussemburg P esistente 30 (f) o Olanda Na esistente 15 (f) 10 (f) 10 (f) 10 (f) Portogallo Na nuovo/modificato esistente 50 100 100 100 75 75 50 50 Spagna Na nuovo/modificato esistente 400/250 (g) 100 (h) 170/100 (g) 100 (h) 170/100 (g) 100 (h) 300/250 (g) 75 (h) 300/250 (g) 75 (h) 300/250 (g) 50 (h) 300/250 (g) 50 (h) Svezia P esistente 50 (i) 50 50 20 Regno Unito Na (l) nuovo/modificato esistente 40 (l) (m) 50 (l) (m) 40 (l) (m) 50 (l) (m) Na = normativa nazionale; R = normativa regionale; P = autorizzazione individuale a) Medie giornaliere e condizioni di riferimento di 273 K, 101,3 kpa, gas secco e 10% di O 2 b) Limiti in discussione; condizioni di riferimento di 273 K, 101,3 kpa, gas secco e 10% di O 2 c) L impianto esistente deve rispettare 50 mg/nm 3 entro il 1 gennaio 2001. Medie mensili e condizioni di riferimento di 10% di O 2 e gas secco. 108

d) L impianto esistente con emissioni < 150 mg/nm 3 deve conformarsi al limite per i nuovi impianti entro il 2001. e) L impianto esistente deve conformarsi al limite per i nuovi impianti entro il 2001. f) Valori medi giornalieri. g) Limiti attuali. h) Limiti in discussione. i) Valore medio giornaliero. Un valore limite di 90 mg/nm 3, comprendente avvio/arresto e fughe di CO, è valido per le medie mensili. l) IPC Guidance Note S2 3.01. m) Emissioni di riferimento. n) Le emissioni di riferimento non sono, in particolare, applicabili agli impianti esistenti, ma rappresentano un parametro nella determinazione dei limiti appropriati. [Basato [Rapporto Cembureau, 1997] e su informazioni fornite dagli esperti del TWG] Ossidi di zolfo, ossidi di azoto (mg/nm 3 ), PCDD/PCDF Paesi Dati basati su Impianto nuovo/ modificato o esistente SO 2 Situazione normale SO 2 Materiali ricchi di zolfo Austria Na(a) nuovo/modificato esistente 200 200 400 400 500 1000 Belgio P nuovo/modificato o esistente 1000 1000 1800 1800 Danimarca P (a) esistente 5/250/450 (b) nessun limite 1200/2500/850 (c) Finlandia P (d) esistente 150-400 1200-1800 Francia Na nuovo/modificato 500 esistente 500 (e) 1200/1800 (f) 1200/1800 (e,f) NO x 1200/1500/180 0 (g) 1200/1500/180 0 (g) PCDD/P CDF ng TEQ/Nm 3 nessun limite Germania Na nuovo/modificato esistente 400 400 400 400 500 800 Grecia Irlanda Italia Na/P nuovo/modificato 10000 (h) esistente 600 1800 10000 (h) Lussemburg P esistente 100 (i) 800 (l) 0,1 (l) o Olanda P esistente (n) 1300 (l) 0,1 Portogallo Na nuovo/modificato esistente 400 1300 0,1 0,1 Spagna Na nuovo/modificato 2400/6000 (o) 600 (p) 2400/6000 (o) 1800 (p) esistente 2400/6000 (o) 2400/6000 (o) 1300-1800 (p) 600 (p) 1800 (p) Svezia P esistente - < 200 < 200 0,1 UK Na(p) nuovo/modificato esistente 200 (r) (s) 600-2500 (t) 900 (r) 500-1200 (s)(u) 109

Na = normativa nazionale; R = normativa regionale; P = autorizzazione individuale a) Medie giornaliere e condizioni di riferimento di 273 K, 101,3 kpa, gas secco e 10% di O 2 b) Cinque per processo a via semi-secca, 250 per processo a via umida e 450 per processo a via umida con scrubber a umido e recupero di calore. Limiti in discussione. c) 1.200 per processo a via semi-secca, 2.500 per processo a via umida e 800 per processo a via umida con scrubber a umido e recupero di calore. Limiti in discussione. d) Medie mensili, condizione di riferimento del 10% di O 2 e gas secco. e) L impianto esistente deve conformarsi al limite per i nuovi impianti entro il 2001. f) 1.200 mg/nm 3 se 200 kg/h; 1.800 mg/nm 3 se < 200 kg/h. g) 1.200 mg/nm 3 per il processo a via secca con recupero del calore, 1.500 mg/nm 3 per i processo a via semi-secca e semi-umida, e 1.800 mg/nm 3 per processi a via umida e secca senza recupero del calore. h) Norma generale valida per qualunque tipo di emissione industriale. i) Media della mezz ora. l) Valore medio giornaliero. m) Media ogni 6 ore. n) 90 kg/h come media giornaliera, massimo 375 t/anno. o) Limiti attuali. p) Limiti in discussione. q) IPC Guidance Note S2 3.01. r) Emissioni di riferimento. s) Le emissioni di riferimento non sono, in particolare, applicabili agli impianti esistenti, ma rappresentano un parametro nella determinazione dei limiti appropriati. t) I valori limite riflettono gli attuali livelli di emissione. Medie giornaliere e condizione di riferimento del gas secco e tenore effettivo di O 2. u) Emissioni effettive, medie giornaliere, non tutti gli impianti attualmente sottostanno a dei limiti. [Basato [Rapporto Cembureau, 1997] e su informazioni fornite dagli esperti del TWG] La tabella che segue riporta i valori limite di emissione vigenti nei singoli paesi per i metalli e per altre sostanze emesse dal camino del forno. Come per le tabelle precedenti, le applicazioni dei valori sono diverse da paese a paese (tempo medio, condizioni di riferimento, tecniche di misurazione, criteri di conformità, ecc.). 110

Metalli ed altre sostanze (mg/nm 3 ) Paesi Intervallo di misura Σ (Cd, Tl, Hg) Σ (Se, Te, As, Co, Ni) Σ (Sb, Pb, Cr, Cu, Mn, V, Sn) COT HCl HF NH 3 CO Austria 3 anni (a) 0,1/0,2 1,0 (c) (b) Belgio 6 mesi 0,2 1 (d) 5 75 (e) 30 5 Danimarca Finlandia Francia 1 anno 0,2 1,0 5,0 (f) Germania 3 anni 0,2 1,0 5,0 (g) (h) 30 (i) 5 (i) Grecia Irlanda Italia variabile 0,2 1,0 (l) 5,0 (n) (p) 30 5 250 1,0 (m) 5,0 (o) Lussemburg 1 anno 0,2 1 5 (r) 30 30 5 o (q) Olanda 1 anno 0,15 1,0 (s) 1,0 (s) 40 10 1 Portogallo 6 mesi 0,2 1,0 5,0 50 250 50 1000 Spagna varia 0,2 (t) 1,0 (t) 5,0 (t) Svezia 1 anno (u) (u) (u) UK a) Medie della mezz ora e condizioni di riferimento di 273 K, 101,3 kpa, gas secco e 10% di O 2. b) Il gruppo comprende Cd, Tl, Be. Il limite di 0,1 è valido singolarmente, quello di 0,2 è relativo alla somma. c) As, Co, Ni, Pb. d) As, Co, Ni. e) Eccetto CH 4. f) Compreso anche lo Zn. g) I cianuri (solubili) sono dati come CN, i fluoruri (solubili) come F; sono compresi anche Pt, Pd e Rh. h) I limiti sono richiesti per i composti organici ripartiti in tre classi di rischio: (dalla TA-Luft) CLASSE I: 20, CLASSE II: 100, CLASSE III: 150. i) Il limite di emissione è riferito alla somma di questo e di altri composti. l) Se, Te solamente. m) As, Cr(VI), Co, Ni. n) Sb, Cr(III), Mn, Pd, Pb, Pt, Cu, Rh, Sn, V. o) Σ(Cd, Tl, Hg, Se, Te, Sb, Cr(III), Mn, Pd, Pb, Pt, Cu, Rh, Sn, V). p) I limiti sono richiesti per composti organici specifici (circa 200) divisi in cinque classi di rischio: CLASSE I: 5, CLASSE II: 20, CLASSE III: 150, CLASSE IV: 300, CLASSE V: 600. q) Media della mezz ora. r) Σ(Cd, Hg, Tl, As, Co, Ni, Se, Te, Sb, Cu, Pb, Cr, V, fluoruri). s) Σ(Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V, Sn, Se, Te). t) Limiti in discussione. u) Nessun limite è specificato nell autorizzazione. I livelli effettivi sono riferiti inizialmente e se ne tiene conto all atto del rilascio dell autorizzazione. Informazioni selezionate sono riferite annualmente. [Basato [Rapporto Cembureau, 1997] e su informazioni fornite dagli esperti del TWG] 111

ALLEGATO C: DIFFUSIONE DELLE TECNICHE DI ABBATTIMENTO DI NO x E SO 2 NELL INDUSTRIA DEL CEMENTO Le tabelle che seguono riportano il numero (attualmente noto) degli impianti su scala industriale in funzione nell Unione Europea e nei paesi dell EFTA, i quali applicano tecniche di abbattimento degli NO x e di SO 2. NO x Raffreddamen to della fiamma Mineralizzazione del clinker Combustio ne a stadi SNCR SCR Austria 3 1 1 Danimarca 1 Francia 10 1 Germania 4 7 15 1 1 Italia 3 Svezia 1 2 Svizzera 1 Totale 13 7 12 18 1 1) entrerà in funzione alla fine del 1999 [Basata su un sondaggio condotto dal Cembureau nel mese di aprile 1999 e su informazioni fornite dagli esperti del TWG] SO2 Aggiunta di adsorbenti Scrubber a via umida Scrubber a via secca Carboni attivi Austria 1 Belgio 2 Danimarca 2 Germania 11 Italia 1 Svezia 1 Svizzera 1 1 UK 1 Totale 14 5 1 1 [Basata su un sondaggio condotto dal Cembureau nel mese di aprile 1999 e su informazioni fornite dagli esperti del TWG] 112