Analisi ambientale di smalto ceramico ottenuto da scorie derivanti dalla produzione del rame
3. Valutazione di impatto ambientale
L’analisi relativa al processo per la produzione di 1 tonnellata di smalto è avvenuta per step successivi, prendendo in considerazione di volta in volta il processo più impattante o più significativo tra quelli coinvolti.
La valutazione riportata in Figura 3 mette in evidenza come nella produzine dello smalto il processo più impattante sia quello relativo alla produzone della fritta ceramica. Ciò è cau- sato dalla elevata quantità di energia termica necessaria alla fusione delle materie prime che compongono la fritta stessa, che produce il 97,13% del danno globale dovuto alla produzione dello smalto, pari a 0,54669 Pt.
Procedendo nell’analisi come illustrato, si è quindi analizzato il processo relativo alla fritta, considerando come unità funzionale la quantità di fritta necessaria per produrre 1 ton di smalto, ovvero 952,43 kg. La maggior aliquota del danno è risultata essere quella legata alla fusione, pari al 51,84%, mentre il 47,68% è dovuto alla produzione della miscela com- posta dalle scorie e dalle altre materie prime.
All’interno della miscela, il componente che contribuisce maggiormente al danno sono le scorie (52,14% del danno), il cui impatto ambientale è dovuto per il 58,61% alla loro pro- duzione ed ai processi di lavorazione che subiscono, e per il 36,36% al processo di tra- sporto per portarle dal luogo di produzione (Amburgo) all’azienda situata nel modenese dove vengono lavorate.
L’applicazione dello smalto alla piastrella ha evidenziato come questo contribuisca per il 5,27% al danno complessivo attribuito al ciclo di vita della piastrella. Nell’analisi di 1 mq di piasrella smaltata, i processi più impattanti sono risultati quelli relativi alla distribuzione (22,94%), posa in opera (17,69%) e manutenzione (15,99%)
3.1. Analisi di sensibilità
La fritta ceramica ottenuta dalle scorie metallurgiche è stata confrontata con una di tipo tradizionale, al fine di quantificare gli eventuali vantaggi ottenibili utilizzando la materia prima seconda.
Come “tradizionale” è stata considerata una fritta avente la seguente composizione (EC- JRC, 2007): Zirconio 7,7% Feldspati 26,8% Quarzo 25,9% Acido borico 6,8% Ossido di zinco 8,4% Dolomite 8,4% Carbonato di calcio 13,4% Nitrato di potassio 2,6%
Tabella 2: Composizione della fritta ceramica tradizionale utilizzata nel confronto
È stato ipotizato di utilizzare lo stesso processo produttivo modellato per lo smalto a base di scorie, e sono state sostituite le materie prime nel processo relativo alla per la composi- zione del batch di partenza. La fritta così ottenuta è stata confrontata con la prima.
Dall’analisi del confronto tra 1 tonnellata dei due tipi di fritta, è risultato che l’utilizzo delle scorie come materia prima seconda produce un danno ambientale minore del 15,35% ri- spetto a quello prodotto da una fritta tradizionale. Tale risultato è riportato nella Tabella 3.
Damage category Unit Fritta Fritta tradizionale
Total Pt 0,557543 0,658571647
Human health Pt 0,178141 0,199144667 Ecosystem quality Pt 0,037582 0,035009953 Climate change Pt 0,152994 0,201436027
Resources Pt 0,188825 0,222980999
Occorre sottolineare che se le scorie fossero state considerate come rifiuto anziché come coprodotto il risultato dell’analisi sarebbe notevolmente cambiato. Il danno totale dovuto alla produzione dello smalto si sarebbe ridotto del 12,15%, ed il confronto della fritta con una di tipo tradizionale avrebbe evidenziato un danno minore del 27,2% (anziché del 15,35%).
4. Conclusioni
Lo studio ha permesso di valutare l’impatto dovuto alla produzione di uno smalto ceramico ottenuto da un processo di conversione delle scorie derivanti dal processo produttivo del rame. Oltre a mettere in luce le fasi più impattanti del processo, l’analisi ha consentito di mettere in evidenza in quale misura l’utilizzo di una materia prima seconda contribuisca al danno ambientale quando venga considerata come coprodotto.
Dall’analisi del confronto con un processo produtivo che impiega materiali tradizionali è emerso che lo smalto prodotto con le scorie metallurgiche produce un vantaggio ambien- tale, che aumenterebbe se la produzione della materia prima seconda avvenisse in un raggio chilometrico minore.
5. Ringraziamenti
Questa ricerca è stata finanziata dal progetto LIFE 10 ENV/IT/419 “WASTE3 – Extreme energyfree valorisation of copper metallurgical waste in heating elements and semicon- ductive nanoceramic enamels".
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