1. SCHEDE RICICLAGGIO
-Materiali ferrosi: Ferro
-Materiali non ferrosi: Alluminio
Andrea Atzori
http://www.novambiente.it/ 16/10/2013

2. Riciclaggio materiali ferrosi
http://it.wikipedia.org/wiki/Riciclaggio_dei_materiali_ferrosi
Ferro
Il ferro è l'elemento chimico di numero atomico 26.
La parola "ferro" è usata nel linguaggio comune per indicare le "leghe di ferro" a bassa
resistenza definiti acciai dolci. Tale elemento lo si trova sempre legato ad altri quali: carbonio,
silicio, manganese, cromo, nichel, ecc. Con il carbonio il ferro forma le sue due leghe più
conosciute: l'acciaio e la ghisa. A livello industriale si riesce ad ottenere ferro con una
purezza che si avvicina al 100%, tale prodotto viene poi utilizzato per essere legato ad altri
elementi chimici per ottenere leghe dalle più diverse caratteristiche.
Estremamente importante nella tecnologia per le sue caratteristiche meccaniche, la sua
lavorabilità, in passato fu tanto importante da dare il nome ad un intero periodo storico, l'
età del ferro.
http://it.wikipedia.org/wiki/Ferro

3. Fonte Hi-Tech Ambiente 01/09/2013 n.6
Nella crosta terrestre Fe = dal 3% al 5%, non si trova mai allo stato puro (salvo in qualche
meteorite), i minerali d’interesse industriale
sono gli ossidi: soprattutto l’ematite
http://it.wikipedia.org/wiki/Ematite e la magnetite http://it.wikipedia.org/wiki/Magnetite.
Alcuni processi di produzione come quello del forno ad arco elettrico
http://it.wikipedia.org/wiki/Forno_ad_arco_elettrico prevedono l’impiego di rottame di ferro
come componente principale della carica; in media, l’utilizzo di ferro e acciaio di recupero
consente di risparmiare il 70% di energia rispetto alla produzione di ferro o acciaio partendo
dai minerali
L’impatto ambientale del ferro è modesto rispetto a quello degli altri metalli, se valutato per
unità di peso; diventa però rilevante in considerazione degli enormi quantitativi prodotti
dall’industria siderurgica mondiale (circa 1,4 miliardi di tonn/anno, corrispondenti al 95% della
produzione complessiva di tutti i metalli).
Punti critici d’impatto ambientale:
-emissione di polveri dai nastri trasportatori e dalle aree di stoccaggio dei minerali e del
carbon fossile;
-emissioni di diossine e piombo dalle aree di sinterizzazione http://it.wikipedia.org/wiki
/Sinterizzazione e pellettizzazione del minerale di ferro;
-emissione di idrocarburi aromatici http://it.wikipedia.org/wiki/Idrocarburi_aromatici leggeri
(benzene, toluene, xileni) e pesanti (idrocarburi policiclici)
-Emissione di monossido di carbonio (CO http://it.wikipedia.org/wiki/Monossido_di_carbonio)
e ossidi di zolfo dagli altiforni e dai convertitori a ossigeno

4. Il processo di produzione del Ferro si basa su una reazione chimica in cui il carbonio del coke
si “appropria” dell’ossigeno contenuto nel minerale di ferro, le emissioni di CO 2 sono
inevitabili: per ogni tonnellata di acciaio prodotta vengono immesse in atmosfera circa 2 tonn
di CO2 a livello globale l’industria siderurgica incide per oltre il 15% di tutte le emissioni
industriali.
Anche la produzione di acciaio mediante i processi ad arco elettrico ha un impatto ambientale
tutt’altro che trascurabile. Le emissioni di CO2 sono inferiori rispetto a quelle del processo a
ciclo integrale; poiché la principale mateira prima è costituita da rottami di fero, e quindi non
occorre carbone ed è assente la cokeria; la CO2 che non viene emessa nel processo è però
in gran parte emessa “a monte”; cioè nella fase di produzione dell’energia elettrica necessaria
per il funzionamento dei forni ad arco.
Altri punti critici del processo sono le emissioni di polveri e di metalli pesanti; sono presenti
anche emissioni di diossine e PCB, questi ultimi provenienti soprattutto dai rottami di auto a
fine vita.

5. Riciclaggio materiali non ferrosi
Alluminio
http://it.wikipedia.org/wiki/Alluminio
Nella crosta terrestre Al = circa 8%, si torva in piccole quantità nella maggior parte delle rocce
e fortemente legato ad altri elementi come il silicio http://it.wikipedia.org/wiki/Silicio .
La
produzione
industriale
avviene
soprattutto
a
partire
dalla
bauxite
http://it.wikipedia.org/wiki/Bauxite che è un ossido idrato di alluminio, con presenz adi ossidi
di ferro, di silicio e altri metalli.
In Italia circa il 40% dell’alluminio viene prodotto a partire da materiali di riciclo che consente
di risparmiare il 90% dell’energia necessaria per produrre il materiale partendo dalla bauxite.
L’impatto ambientale della produzione di alluminio è maggiore di quella del ferro ma ripaga in
parte il suo “debito energetico” contribuendo a ridurre i consumi di carburante (e quindi le
emissioni di CO2) non solo quando sostituisce l’acciaio nella struttura dei veicoli, ma anche
quando consente di realizzare imballaggi con peso ridotto.

6. Processo di produzione a partire da bauxite.
L’impatto ambientale della produzione di alluminio non si esaurisce nel consumo energetico,
per quanto questo sia l’aspetto più rilevante. Occorre in primo luogo considerare il processo
di produzione dell’ossido di alluminio a partire dalla bauxite; questa viene macinata e tratta
sotto pressione a 175 °C con soluzione concentrata di soda, in modo da sciogliere l’ossido di
alluminio, lasciando al fondo una sospensione di silicio, ossidi di ferro e ossidi di titanio,
denominato “fango rosso”. Successivamente, la soluzione contenente l’ossido di alluminio
viene separata per decantazione, raffreddata e diluita, in modo da precipitare l’alluminio come
idrossido; questo viene lavato con acqua e scaldato fino a 1.050 °C in forno rotativo, dal
quale esce l’ossido di alluminio puro al 99,5% (allumina http://it.wikipedia.org/wiki/Allumina),
che è la materia prima per la successiva fase di preparazione del metallo.
Questo trattamento presenta un notevole impatto ambientale a causa del consumo di acqua
(circa 1.100 litri per ogni tonnellata di bauxite trattata), e soprattutto a causa dei problemi di
smaltimento dei fanghi rossi, che sono tossici sia per l’uomo sia per l’ambiente, a casusa
della presenza di soda. Per ogni tonnellata di allumina prodotta si generano circa 1,3 ton di
fanghi, che in passato venivano frequentemente smaltiti in mare; oggi questo è vietato, ed in
genere i fanghi vengono scaricati in bacini artificiali, dove restano indefinitamente in attesa
che la decantazione, l’evaporazione naturale e la reazione della soda con la CO2 atmosferica
rendano il residuo atto al conferimento in discariche autorizzate.

7. Si deve rilevare che i fanghi rossi non contengono sostanze nocive, oltre alla soda, per cui
teoricamente sarebbe semplice neutralizzarli con acidi e renderli utilizzabili come materiali
inerti per processi di recupero ambientale: il problema è unicamente di carattere economico.
Il passaggio finale per la produzione dell’alluminio è l’elettrolisi di una miscela del 20% circa
di allumina, sciolta in una matrice di criolite (fluoruro di alluminio e soda) allo stato fuso. La
criolite viene pochissimo consumata nel processo, ma è necessaria per abbassare la
temperatura di fusione dell’allumina da oltre 2.000 °C a 950 °C.
L’elettrolisi si compie in una vasca poco profonda di materiale refrattario rivestito di blocchi di
un impasto carbonioso, entro il quale sono inserite sbarre di ferro che portano la corrente
elettrica continua, a bassa tensione ma con altissima intensità (oltre 100.000 Amp); tutto il
fondo della vasca agisce come catodo, dove si raccoglie l’alluminio fuso.
L’anodo è costituito da elettrodi cilindrici, immersi nella massa fusa e realizzati con un
impasto di catrame e carbon coke ad elevata purezza; durante la lavorazione gli anodi si
consumano ad un ritmo di circa 0,5 kg. per ogni kg. di alluminio prodotto, liberando CO2,
ossido di carbonio, idrocarburi volatili e fluoro. La vasca non è riscaldata dall’esterno: il calore
necessario per mantenere la vasca a 960-980 °C è fornito dal passaggio di corrente (effetto
joule http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Joule), per produrre 1 kg. di alluminio puro al 99,95%
sono necessari 14 kWh.

8. L’impatto ambientale del processo elettrolitico è soprattutto dovuto al consumo di energia
elettrica, ma non vanno trascurate le emissioni in atmosfera. A monte del sistema di
depurazione gli inquinanti prodotti comprendono (oltre alla CO2 prodotta dagli anodi di
carbone): fluoruri e fluorocarburi, polvere di carbone, Sox e Nox, composti solforati (idrogeno
solforato, solfuro di carbonile, disolfuro di carbonio), esafluoruro di zolfo.
Alle emissioni prodotte nella fase di produzione e necessario aggiungere anche quelle
prodotte nella successiva fase di raffinazione, necessario per l’alluminio ad alta purezza e
quando viene utilizzato alluminio recuperato da rottai e da raccolta differenziata. Anche al
raffinazione avviene per via elettrolitica, a 750°C e con consumo di corrente di circa 35
kWh/kg di alluminio raffinato prodotto. L’impatto ambientale è dovuto non solo al consumo
energetico (addirittura superiore a quello della produzione primaria), ma anche ai prodotti
derivati dal trattamento dei rottami, che devono essere sottoposti a disoleazione e altri
trattamenti termici per la rimozione delle vernici. I fumi emessi contengono un elevato
quantitativo di polveri, composte da particelle carboniose e da metalli (soprattutto alluminio,
ma anche piombo, zinco e ferro, rame, nichel e cadmio). In altre fasi di lavorazione possono
essere prodotte polveri contenenti sale (usato per proteggere la superficie dell’alluminio),
ossido di alluminio e anidride solforosa. Le scorie di fusione devono essere raffreddate con
acqua, per impedire che continuino a bruciare emettendo fumi e polveri; le acque provenienti
da questa fase hanno colore grigiastro e contengono elevate quantità di solidi sospesi, cloruri
e alluminio. Dopo il lavaggio, l’alluminio contenuto nelle scorie viene rinviato al forno, mentre
la parte rimanente deve essere smaltita in discarica.

9. Dal punto di vista tossicologico, l’assunzione di alluminio non rappresenta normalmente un
problema, in quanto questo metallo viene scarsamente assimilato dal nostro organismo.
Il limite raccomandato dal Comitato ONU sugli additivi alimentari + 2 mg/settimana per ogni
kg. di peso corporeo; si raccomanda, comunque, di non conservare per lungo tempo i cibi a
carattere acido entro pentole di alluminio. In caso d’insufficienza renale l’organismo può
trattenere l’alluminio in modo anormale, per cui si hanno effetti tossici sul sistema nervoso
centrale.
http://www.hitechambiente.com/

10. Dal punto di vista tossicologico, l’assunzione di alluminio non rappresenta normalmente un
problema, in quanto questo metallo viene scarsamente assimilato dal nostro organismo.
Il limite raccomandato dal Comitato ONU sugli additivi alimentari + 2 mg/settimana per ogni
kg. di peso corporeo; si raccomanda, comunque, di non conservare per lungo tempo i cibi a
carattere acido entro pentole di alluminio. In caso d’insufficienza renale l’organismo può
trattenere l’alluminio in modo anormale, per cui si hanno effetti tossici sul sistema nervoso
centrale.
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