Vetrificazione di rifiuti

La vetrificazione è una tecnologia che permette di inertizzare rifiuti tossico-nocivi permettendone quindi lo smaltimento in discarica, in accordo con le attuali disposizioni legislative, od anche la loro valorizzazione, se il vetro ottenuto viene utilizzato per produrre particolari manufatti.
I principali pregi della vetrificazione si possono così riassumere:

Immobilizzazione totale dei metalli pesanti e di eventuali elementi radioattivi in uno stato di elevata durabilità chimica e di non lisciviabilità rispetto alla maggior parte degli agenti chimici e biologici. Attraverso il processo di fusione, infatti, divengono parte del reticolo vetroso ed in tal modo non risultano più liberi di interagire con l'ambiente.

Stabilizzazione di quasi tutti gli elementi presenti nella tavola periodica e dei relativi ossidi.

Flessibilità del processo che permette di trattare numerosi tipologie di rifiuti: fanghi, ceneri volanti, rifiuti solidi, spesso senza necessità di processi di trattamento preliminare grazie al fatto che non ci sono stretti limiti composizionali delle materie prime necessarie ad ottenere lo stato vetroso. Un impianto di vetrificazione opportunamente progettato, pertanto, può trattare vari tipi di rifiuti anche non pretrattati.

Non è strettamente necessario porre il vetro prodotto in discarica, perché esso stesso può trovare molteplici applicazioni: il prodotto fuso può essere frittato in acqua, ottenendo un materiale di basso costo utilizzabile per sottofondi stradali, aggregati di drenaggio, riempitivo per costruzioni, pavimentazioni industriali, opere di contenimento, ecc. Inoltre attraverso la vetrificazione è possibile ottenere prodotti e quindi commerciare prodotti di elevato valore aggiunto, quali ad esempio vetroceramiche, polveri per impasti ceramici, fibre di vetro.

Il costo del trattamento è relativamente contenuto e può talvolta risultare meno oneroso della messa a dimora in discarica.

Ottenimento di riduzioni di volume, a volte fino al 90%, indispensabili date le grosse quantità di rifiuti spesso in gioco.

Le sopra elencate caratteristiche mettono in risalto una tecnologia ormai affermata e in continua crescita: le proprietà del materiale trasformato e i costi di processo sono tali da far oggi preferire la vetrificazione ad altre metodologie di trattamento.

SCHEMA DEL PROCESSO DI VETRIFICAZIONE E VALORIZZAZIONE DI RIFIUTI

Nel Laboratorio Materiali Ceramici e vetri è stata sperimentata la vetrificazione di diverse tipologie di rifiuto e l'ottenimento da essi di materiali ad elevato valore aggiunto, tra cui:

Materiali vetroceramici ottenuti dal processo di devetrificazione controllata del vetro derivante da inertizzazione (collaborazione con la Stazione Sperimentale del Vetro) (fig. 1)

Sono stati ottenuti dalle seguenti materie prime: scoria di griglia e ceneri volanti da RSU (65%), sterile proveniente dalla lavorazione dei feldspati (24%), fosfato bicalcico come agente nucleante per la devetrificazione.

Fibre di vetro (fig. 2) ottenute da vetri derivanti dall'inertizzazione di vari rifiuti pericolosi (collaborazione con la Stazione Sperimentale del Vetro)

Le materie prime utilizzate sono vetro di recupero (utilizzato per correggere la miscela da vetrificare), fango proveniente dal dragaggio di alcuni canali della laguna di Venezia, ceneri volanti da inceneritore di RSU.

Vetrificazione di fanghi della Laguna di Venezia (in collaborazione con il Consorzio Venezia Nuova)

Alcuni sedimenti provenienti dal dragaggio dei canali della laguna di Venezia contengono un elevato contenuto di inquinanti organici e metalli pesanti. Una soluzione al problema del loro smaltimento è stata identificata e sperimentata con successo nella vetrificazione. Il vetro ottenuto, con l'aggiunta del 20% in peso di rottame di vetro che regola le variazioni di composizione riscontrate nei lotti di sedimenti provenienti da zone diverse, è inerte chimicamente ed è stata sperimentata la sua utilizzazione nell'ottenimento di materiali ceramici. Il vetro è stato macinato e mediante un processo di sintercristallizzazione delle polveri pressate sono stati ottenuti prodotti vetroceramici aventi buone proprietà meccaniche (HV=6.5 GPa, resistenza a flessione 140 MPa). In alternativa, le polveri di vetro sono state miscelate a secco con un classico impasto industriale per monocottura rossa di piastrelle ceramiche da pavimentazione, fino ad un massimo del 10% e ciò non ha apportato sostanziali modificazioni nelle proprietà fisico-meccaniche indagate (fig. 3).

Figura 3: processo di vetrificazione e ottenimento di materiali ceramici mediante sintercristallizzazione delle polveri di vetro (3a) o correzione di un impasto industriale per monocottura rossa con il vetro inerte (3b).