ITPS20120022A1 - Procedimento di produzione di waterglass da scarti di lavorazione industriale - Google Patents
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Classifications
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- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/32—Alkali metal silicates
Description
DESCRIZIONE
TITOLO
Procedimento per la produzione di waterglass da scarti di lavorazione industriale
RIASSUNTO
Procedimento per la produzione di waterglass da scarti di lavorazione industriale comprendente recupero dalle sospensioni acquose dei processi di lavorazione, taglio e molatura del vetro, specie in pannelli e lastre, degli sfridi sabbiosi o sabbie di molatura, commistione di tali sfridi sabbiosi di molatura con una soluzione di soda caustica, preferibilmente in quantità da 50 a 400 kg di NaOH per tonnellata di sfridi sabbiosi vetrosi, ovvero con un rapporto solido-liquido compreso tra il 10 ed il 30% peso/volume (wt/vol, chilogrammo di sfrido sabbioso / litro di soluzione caustica), riscaldamento della sospensione in autoclave fino al raggiungimento di una temperatura di reazione compresa tra i 150-250°C ed una pressione in autoclave compresa tra i 3 e i 10 bar per un tempo compreso tra 2 e 4 h, reazione chimica delia soda caustica (NaOH) con la parte silicea dello sfrido sabbioso e conseguente formazione di silicato di sodio (Na2SiO3) ovvero waterglass, raffreddamento della sospensione al termine del processo termico in autoclave, filtraggio della sospensione per separazione del silicato di sodio (Na2Si03) ovvero waterglass dal residuo solido contenente la parte non reattiva dello sfrido sabbioso.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Ambito della tecnica
Il waterglass à ̈ il nome comune di una serie di materiali amorfi che hanno l'aspetto di un vetro trasparente, ma si sciolgono in acqua formando soluzioni vischiose e alcaline. Chimicamente, si tratta di silicati di metalli alcalini con formula generale Me2O x nSiO2(M = Na, K, Li), dove n à ̈ compreso tra 1,5 e 4. 1 più comuni e più usati sono i silicati alcalini di sodio. Sono commercializzati come soluzione concentrata, usualmente prodotta sciogliendo,i silicati vetrosi in acqua, o sciogliendo direttamente sabbia silicea in idrossido di sodio (soda caustica). Il silicato sodico (vetro solubile) à ̈ un prodotto trasparente, facilmente solubile nell'acqua, che trova larga applicazione commerciale in diversi settori. Strutturalmente i waterglass sono materiali che solidificano dal fuso formando vetri; sono quindi amorfi e non stechiometrici. A livello molecolare, l'unione di tetraedri SiO4collegati ai vertici forma catene polimeriche disordinate silicio-ossigeno, di complessità variabile a seconda della composizione.
Quando il materiale si scioglie in acqua si ottengono soluzioni viscose per la presenza di questi anioni polisilicati con polimerizzazione tridimensionale. La viscosità delle soluzioni cresce al crescere della concentrazione ed al crescere del rapporto SiO2/MeO2. L'aggiunta di idrossidi alcalini depolimerizza la struttura e riduce la viscosità ; lo stesso effetto si può ottenere per diluizione con acqua. Le soluzioni di questi silicati sono fortemente alcaline. Per aggiunta di acidi 0 di sali acidi gli anioni silicato sono convertiti in silice, SiO2; in questo modo si producono gel di silice e altri silicati cristallini come le zeoliti.
Oltre a questi materiali amorfi, esistono anche silicati alcalini che solidificano in forma cristallina, spesso con acqua di cristallizzazione. I più noti sono l’ortosilicato (Na2O 0,5SiO2ovvero Na4SiO4), il metasilicato (Na2O*1SiO2ovvero Na2SiO3) e il disilicato di sodio (Na2O 2SiO2ovvero Na2Si2O5). Commercialmente à ̈ rilevante solo il metasilicato di sodio, di formula generale Na2SiO3*mH2O, dove m può essere 0, 5, 8 o 9.
Sul mercato esistono diversi prodotti a base di vetro solubile, che si differenziano tipicamente per i componenti aggiunti per soddisfare diverse esigenze. I silicati solubili in genere si prestano a numerosissime applicazioni, sfruttando il fatto che non sono dannosi per l'ambiente, non sono tossici, non sono infiammabili, sono inodori, resistono a olio, grasso e calore, ed hanno proprietà antimicrobiche. I silicati trovano largo impiego nel trattamento delle acque reflue: i silicati solubili, specie di sodio, sono prodotti chimici economici, rispettosi dell'ambiente, usati da più di 70 anni nei trattamenti delle acque. Fungono da inibitori di corrosione sia perché innalzano il pH e sia perché ricoprono le superfici delle condutture metalliche con un film che le protegge da ulteriori attacchi. Sono inoltre usati come complessanti per rimuovere ferro e manganese dalle acque di falda e come flocculanti per aiutare la sedimentazione di cationi e policationi. La maggior quantità di silicati viene peraltro utilizzata come detersivo per lavastoviglie ma trova impiego, con opportuni impasti, anche nella produzione di pietre d'arte artificiali; serve per indurimento di cementi, marmi, pietre arenarie, per la preparazione di intonaci e colori murali, per colori da stamperie; come mezzo sbiancante nelle lavanderie di lana, nella fabbricazione di adesivi, di smalti, di fiammiferi etc...
Quanto a processo produttivo, il sodio silicato in soluzione acquosa può essere prodotto attraverso due principali e distinte vie, il processo per fusione e successiva dissoluzione ed il processo idrotermale;
Quanto al processo per fusione e successiva dissoluzione, questo prevede la reazione a temperatura elevata (1400°C) fra quarzo (SiO2) e carbonato sodico (Na2CO3).
Na2CO3+ mSiO2· Na2O*mSiO2+ CO2
La reazione avviene in speciali forni; nel processo si formano anidride carbonica (CO2), che si libera allo stato gassoso e silicato di sodio anidro (Na2O*mSiO2) allo stato fuso (magma). Il liquido magmatico viene poi raffreddato rapidamente e ridotto in pezzi; per il suo aspetto, questo silicato viene chiamato sodio silicato vetroso o vetro idrosolubile (waterglass).
Per essere utilizzato il sodio silicato vetroso deve essere idratato e successivamente disciolto in acqua, secondo la reazione:
Na2O*mSiO2+ nH2O · Na2O*mSi02*nH2O
L’operazione viene eseguita in speciali autoclavi, sotto pressione e a elevata temperatura; appena raggiunta la concentrazione desiderata, la soluzione di sodio silicato viene scaricata dall’autoclave, purificata per decantazione e/o filtrazione e dopo gli opportuni controlli analitici, con eventuali interventi correttivi, avviata al proprio serbatoio di stoccaggio.
Quanto al processo idrotermale, esso consiste nell’attacco chimico del quarzo con soda caustica in soluzione acquosa:
2 NaOH mSiO2+ (n -1)H2O · Na2O-mSiO2*nH2O
La reazione avviene in speciali reattori sotto pressione ad elevata temperatura, ottenendo in questo caso il sodio silicato direttamente allo stato idrato ed in soluzione acquosa. La soluzione di sodio silicato viene quindi scaricata dall’autoclave, purificata per decantazione e/o filtrazione e dopo gli opportuni controlli analitici, con eventuali interventi correttivi, avviata al serbatoio di stoccaggio.
Scopi del trovato
Scopo principale del presente trovato à ̈ pertanto, nel quadro sopra fornito, quello di provvedere un metodo per la fattiva produzione silicato di sodio (Na2SiO3), ovvero waterglass, da scarti di lavorazione che comprendono polvere vetrosa invece che dalla silice pura, in particolare dai fini di lavorazione che vengono recuperati dalle sospensioni acquose dei processi di molatura definiti come sabbia di vetro.
Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di conseguire lo scopo precedente attraverso un procedimento che, ove presenti, consenta di recuperare anche altri materiali di interessante riutilizzo dagli scarti di lavorazione impiegati.
Altro scopo ancora del presente trovato à ̈ quello di conseguire gli scopi precedenti attraverso un procedimento che consenta il facile smaltimento di reflui e residui del procedimento stesso
Ulteriore altro scopo del presente trovato à ̈ quello di conseguire gli scopi precedenti attraverso un metodo semplice ed efficace, sicuro nel funzionamento e di costo relativamente economico in considerazione dei risultati con esso praticamente raggiunti.
Estratto riassuntivo del concetto di soluzione
Procedimento per la produzione di waterglass da scarti di lavorazione industriale secondo il presente trovato, comprendente recupero dalle sospensioni acquose dei processi di lavorazione, taglio e molatura del vetro, specie in pannelli e lastre, degli sfridi sabbiosi o sabbie di molatura, commistione di tali sfridi sabbiosi di molatura con una soluzione di soda caustica, preferibilmente in quantità da 50 a 400 kg di NaOH per tonnellata di sfridi sabbiosi vetrosi, ovvero con un rapporto solido-liquido compreso tra il 10 ed il 30% peso/volume (wt/vol, chilogrammo di sfrido sabbioso / litro dì soluzione caustica), riscaldamento della sospensione in autoclave fino al raggiungimento di una temperatura di reazione compresa tra i 150-250°C ed una pressione in autoclave compresa tra i 3 e i 10 bar per un tempo compreso tra 2 e 4 h, reazione chimica della soda caustica (NaOH) con la parte silicea dello sfrido sabbioso e conseguente formazione di silicato di sodio (Na2SiO3) ovvero waterglass, raffreddamento della sospensione al termine del processo termico in autoclave, filtraggio della sospensione per separazione del silicato di sodio (Na2SiO ) ovvero waterglass dal residuo solido contenente la parte non reattiva dello sfrido sabbioso.
Individuazione dei disegni allegati
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del procedimento secondo il presente trovato appariranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue di una sua forma di realizzazione preferita ma non esclusiva, rappresentata a solo titolo esemplificativo e non limitativo nell’unica tavola di disegni allegata, nella cui altresì unica figura à ̈ illustrato lo schema a blocchi del procedimento secondo il presente trovato.
Descrizione dell'esempio di realizzazione
Superfluo rimarcare con più di un accenno l importanza che in ogni settore tecnologico va vieppiù assumendo il recupero e riciclo degli scarti di lavorazione ed in tal quadro anche degli scarti di materiali inerti provenienti da diverse tipologie di lavorazione.
Nello specifico settore dalla lavorazione, taglio e molatura del vetro, specie in pannelli e lastre, si producono dei fini di lavorazione, che vengono recuperati dalle sospensioni acquose, ovvero dai fanghi di vetreria, dei processi di molatura e definiti “sabbia di vetro†o “sabbia di molatura†.
Ai fini dell’attuazione del procedimento possono individuarsi sostanzialmente tre categorie di materia prima, ovvero sabbie di vetro o di molatura:
1. Fango di vetreria piccolo spessore
2. Fango di vetreria forte spessore
3. Fango di vetreria di spessore promiscuo
L’analisi di campioni dei due primi tipi di fanghi, mediante analisi alla fluorescenza (XRF), ha prodotto i seguenti risultati:
Fanghi vetreria Fanghi vetreria
Elemento piccolo spessore forte spessore
(%) (%)
Magnesio 2,12 2,22
Silicio 25,48 27,87
Fosforo 0,24 0,08
Zolfo 0,07 0,05
Calcio 5,55 5,46
Potassio 0,23 0,40
Ferro 0,07 0,12
Titanio 0,01 0,01
Cerio 0,10
Rame 0,01 0,01
Cloro 0,01 0,01
Cromo 0,01
Lantanio 0,03
Per giungere a risultati di analisi comparabili, un campione del terzo tipo di fango di vetro (spessore promiscuo) Ã ̈ stato essiccato e setacciato con sei vagli di differenti dimensioni, ottenendo sei campioni di diversa granulometria.
I campioni, individuati numericamente da 1 a 6 e scalati da una vagliatura più grande ad una più piccola, sono stati analizzati mediante analisi alla fluorescenza (XFR) con i seguenti risultati:
Elemento Vagliatura 1 Vagliatura 2 Vagliatura 3 Vagliatura 4 Vagliatura 5 Vagliatura 6 Magnesio 0.97 1.52 1.58 1.65 1.73 Silicio 6.93 13.94 21.46 55.18 85.39 26.21 Fosforo 0.01 0.03 0.05 0.01 Zolfo 0.01 0.01 0.02 0.43 1.24 0.03 Calcio 2.57 4.22 5.55 6.94 10.25 4.96 Potassio 0.04 0.07 0.10 0.13 0.23 0.10 Ferro 0.06 0.09 0.11 1.50 5.02 0.28 Titanio 0.01 0.01 0.07 0.07 0.02 Cerio 0.01 0.01 0.01 0.03 0.02 0.02
Rame 0.01 0.01 0.01 0.03 0.06 0.02
Bario 0.01 0.01 0.02 0.02 0.04 0.02
Stronzio 0.01 0.01 0.01 0.01 0.03 0.01
Piombo 0.01 0.01 0.02 0.03 0.05 0.01
I fanghi di vetreria sono rifiuti costituenti un problema sia ambientale che economico, in quanto caratterizzati dalla presenza dì prodotti molto fini e risulta necessario inviarli in discariche autorizzate per questa tipologia di rifiuti speciali, con un ovvio aggravio di costi legati, appunto, a cotale smaltimento.
Come illustrato nella esposizione della tecnica nota, il waterglass (silicato di sodio - Na2SiO3) e’ un prodotto che viene preparato miscelando in opportune dosi del carbonato di sodio (Na2CO3) e della sìlice (SiO2). La miscela poi viene portata ad alta temperatura per un tempo prefissato.
La stessa tipologia di prodotto, che come si à ̈ visto può avere numerose serie di applicazioni, può essere come appresso ottenuta in attuazione del procedimento secondo il presente trovato partendo dal rifiuto della lavorazione del vetro costituito dalle “sabbie di molatura†tratte dai “fanghi di vetreria†.
In attuazione del procedimento secondo il presente trovato, la sabbia di molatura, disponibile ad una granulometria già molto fine, previo lavaggio con acqua, viene estratta dai “fanghi di vetreria†tramite filtrazione, laddove le acque reflue dì lavaggio devono intendersi destinate ad appropriato trattamento di depurazione.
La sabbia di molatura viene quindi posta in contatto con una soluzione di soda caustica (NaOH) preferibilmente in quantità da 50 a 400 kg di NaOH per tonnellata di sfridi sabbiosi vetrosi, ovvero con un rapporto solido-liquido compreso tra il 10 ed il 30% peso/volume (chilogrammo di sfrido sabbioso / litro di soluzione caustica).
La sospensione viene riscaldata in autoclave fino al raggiungimento di una temperatura di reazione compresa tra i 150-250°C ed una pressione in autoclave compresa tra i 3 e i 10 bar, per un tempo compreso tra 2 e 4 h.
La soda caustica (NaOH) reagisce chimicamente con la parte silicea dello sfrido sabbioso vetroso, ovvero del vetro polverizzato, formando conseguentemente silicato di sodio (Na2SiO3) ovvero appunto il waterglass.
Al termine del processo termico in autoclave la sospensione viene raffreddata e filtrata, per separazione del silicato di sodio (Na2SiO3) ovvero waterglass dal residuo solido contenente la parte non reattiva dello sfrido sabbioso.
Nella soluzione rimane appunto la soluzione di silicato di sodio (Na2SiO3), mentre il residuo solido contiene la parte non reattiva del vetro ed in particolare quella che contiene ossidi di calcio, magnesio, potassio, ferro, cerio, titanio etc;.., in funzione della tipologia di vetro di cui la contingente sabbia di molature, costituisce scarto di lavorazione.
Dalla soluzione può essere quindi ottenuto del silicato di sodio (Na2SiO3) solido (una volta effettuato il processo di evaporazione dell’acqua) oppure la soluzione può essere impiegata già in fase acquosa per le diverse applicazioni industriali, come schematicamente illustrato in figura 1, riproducente lo schema a blocchi del procedimento.
In questa maniera il waterglass viene ottenuto non partendo da materie prime vergini, ma da un rifiuto dell’industria vetraria che viene cosi valorizzato, mentre all’opposto secondo la tecnica nota il rifiuto presenta un proprio costo di smaltimento in discarica.
I risultati sperimentali del procedimento di produzione di waterglass secondo il presente trovato, utilizzando come materiale di partenza degli sfridi di molatura del settore vetrario, hanno fornito risultati marcatamente positivi:
la polvere di vetro à ̈ stata trattata con soda a 150°C in un reattore a pressione. I campioni di polvere di vetro impiegati nelle prove presentavano le seguenti caratteristiche rilevate mediante analisi alla fluorescenza (XRF):
Composizione Polvere di vetro
(%)
SiO2 46.90
CaO 8.70
MgO 1.50
K20 0.64
Al2O3 0.30
Fe2OO 0.11
Nota la composizione del campione da sottoporre al trattamento per la produzione di waterglass, ovvero noto il contenuto di SiO2, à ̈ stata calcolata la quantità di Na20 presente in un waterglass prodotto secondo la tecnica nota avente un
SiO2( wt%)
Rw: - - - — =3,
Na2O(wt% )
in base al valore cosi ottenuto à ̈ stata fissata la quantità di soda da impiegare nel processo.
Nella Tabella che segue sono riportate le condizioni operative del processo sperimentale adottate nei diversi test, tutte le prove sono state eseguite a 150°C e il tempo di processo à ̈ stato fissato pari a 4 ore (calcolato a partire da quando il sistema ha raggiunto la temperatura di processo). I valori tra parentesi asteriscati (*) rappresentano i grammi di materiale effettivamente pesati e immessi nel reattore:
TEST 2
Materiale, RM TEST 1
Materia
Prima (g)* 30 (29.97) 30 (30.06)
Conc. Polpa 30% 10%
g NaOH (*) 6 (6.06) 7.75 (7.98)
kg NaOH/ t
polvere vetro 200 260
H2O (ml) 100 300
Agitazione,
rpm 300 300
A fine processo, la soluzione à ̈ stata recuperata mediante filtrazione a vuoto (cut off del filtro 0,45 Î1⁄4m) ed essiccata in stufa a 150°C. Il solido residuo à ̈ stato recuperato ed essiccato in stufa.
I due solidi ottenuti a valle del processo: rifiuto (solid waste ) e waterglass sono stati analizzati alla fluorescenza. Inoltre, sul waterglass à ̈ stata eseguita un’analisi ad umido mediante Assorbimento Atomico, con i risultati appresso riferiti.
II waterglass prodotto dall’essiccazione in stufa a 150°C appare come una massa fusa che solidifica se raffreddato; inoltre, a temperatura ambiente il solido conserva una caratteristica di plasticità (ovvero modellabilità ), ad eccezione del prodotto del test 1 che a temperatura ambiente non mostra tale caratteristica di plasticità .
Nel test 1 , à ̈ stata impiegata una quantità di soda sotto stechiometrica, questo potrebbe giustificare le diverse caratteristiche del prodotto ottenuto.
Nella tabella che segue sono riportate le caratterizzazioni dei solidi ottenuti a valle del processo.
WATERGLASS
COMPOSIZIONE TEST 1 TEST 2
(%) (%)
SiO2 25.21 8.62
CaO 0.05 0.02
MgO <0.83 <0.83
K2O 0.42 0.25
Al2O3 0.19 <0.19
Fe2O3 0.01 0.01
TOTALE 25.88 9.00
SOLID WASTE
TEST 2
COMPOSIZIONE TEST 1
(%) (%)
SiO2 39.16 37.17
CaO 15.72 15.88
MgO 2.75 2.84
K2O 0.49 0.23
Al2O3 1.41 1.62
Fe2O3 0.16 0.21
TOTALE 59.93 58.21
Dall’analisi dei dati di tabella che segue si può rilevare che nei test 1 e 2 sono state ottenute rese più basse di produzione del waterglass, ma la percentuale di recupero di SiO2à ̈ la più alta, inoltre la quantità di energia da fornire per essiccare e produrre il waterglass à ̈ inferiore. Nel test 1 il liquido à ̈ stato recuperato dopo il raffreddamento del reattore, mentre nel test 2 il liquido à ̈ stato recuperato a caldo.
TEST 1 TEST 2
(%) (%)
Voi. filtrato
(mL) ~ 100 (*) - 260
Waterglass
~ 10 18.48
(g)
Resa
340 616
(kg WG/t RM)
g SiO2 WG/g
SiO2 in RM ~ 18 % - 11.33%
Solid waste
~ 20.97 - 21.00
(g)
Confrontando il test 1 con il test 2 à ̈ stato dedotto che à ̈ necessario operare con quantità di soda in difetto rispetto al valore stechiometrico, inoltre probabilmente il processo risulta essere influenzato anche dalla concentrazione della soda, ovvero dalla forza della base.
Nella tabella che segue sono riportate le analisi ad umido dei campioni di waterglass ottenute tramite spettrometria ad assorbimento atomico (AAS):
Si/Na SiO2/Na2O % Si % Na % SiO2% Na2O
TEST 1 0.84 1.33 16 19 33 25
TEST 2 0,58 0.92 11 19 14 26
Com’à ̈ possibile vedere dall’analisi dei dati della tabella che precede, non à ̈ stato ottenuto il rapporto Rw=3 sulla base del quale sono stati effettuati i calcoli stechiometrici, ciò à ̈ imputabile alla bassa resa d’estrazione del silicio raggiunta a fine processo.
Sulla base dei dati raccolti à ̈ possibile formulare i seguenti rilievi di ottimizzazione del procedimento:
a) Ã ̈ necessario operare in condizioni di difetto di soda;
b) la quantità di soda da aggiungere va calcolata considerando un Rw=1,5;
c) le differenti caratteristiche di “plasticità †dei campioni di waterglass prodotti possono essere imputabili alla presenza della soda residua non consumata nel processo, anche questo corrobora il rilievo di opportunità di operare con minor quantitativo di soda in soluzione;
d) non sono state evidenziate differenze tra le rese di processo ottenute operando a 180°C e quelle del processo condotto a 150°C.
Da tali osservazioni deriva la necessità di effettuare prove di conferma per determinare l’esatto quantitativo di soda da aggiungere, verificando l' effetto della concentrazione di soda e della polpa, al fine di ottenere un rapporto Rw maggiore (equiparabile a quello dei prodotti in commercio); inoltre sarebbe auspicabile effettuare altri test a più alta temperatura per verificare se sia possibile aumentare la resa del processo.
Dai dati raccolti à ̈ possibile concludere che tale processo à ̈ fattibile dal punto di vista sperimentale, ovvero à ̈ possibile produrre waterglass avente un Rw pari a 2, dunque vicino a quello dei composti comunemente in commercio. I fattori che vanno a influenzare tale parametro sono:
1) concentrazione della polpa;
2) concentrazione della soda.
Si à ̈ visto che à ̈ proprio questo ultimo fattore a influenzare significativamente Rw, infatti lavorando in condizioni stechiometriche di soda (calcolate in base al contenuto di silicio del vetro), questa non à ̈ consumata durante la reazione (in quanto non à ̈ possibile estrarre tutto il silicio) e dunque resta come residuo nel prodotto, rendendo questo non trattabile (come detto risulta “molle†anche a temperatura ambiente) e conseguentemente il rapporto Rw à ̈ minore.
Alternative di attuazione
Ovvio che in ulteriori alternative forme di attuazione pur sempre rientranti nel concetto di soluzione sotteso all'esempio di realizzazione sopra illustrato e sotto rivendicato, il procedimento secondo il presente trovato può esser attuato con equivalenti tecnici, ovvero integrato con ulteriori accorgimenti, così come tutte proporzioni dei relativi reagenti possono esser variate in modo contingentemente idoneo allo scopo.
In particolare, in alcuni casi, partendo da rifiuti che provengono dalla lavorazione di vetro ad alto spessore, la sabbia di molatura può contenere interessanti quantità di ossido di cerio (CeO2).
Durante la fase di produzione del waterglass questa concentrazione viene ad incrementarsi nel residuo della parte di vetro insolubile.
In siffatta contingenza, il procedimento secondo il presente trovato contempla una alternativa di attuazione integrativa, che prevede il recupero di questa terra rara mediante un processo idrometallurgico:
Il residuo vetroso, dopo il processo di produzione del waterglass, viene lavato e neutralizzato con una soluzione di acido solforico (H2SO4), in un reattore in condizioni atmosferiche e a temperature variabili da 30 a 90°C. In queste condizioni il cerio, se presente, viene disciolto e passa in soluzione. La sospensione viene filtrata e il cerio solubilizzato si troverà nella soluzione. Il residuo solido a questo punto costituirà uno scarto del processo e verrà inviato in discarica o valorizzato per applicazioni di più basso livello, essendo esso completamente inerte (produzione di bitume stradale, di cemento oppure nuovo vetro, etc...).
Alla soluzione invece viene aggiunto dell’idrossido di sodio (NaOH) per portare il pH a valori compresi tra 2-3. In queste condizioni il cerio precipita come solfato e quindi può essere recuperato come solfato di cerio. La soluzione contenente solfato di sodio può essere valorizzata per produrre solfato di sodio (Na2SO4). Il solfato di sodio prodotto può essere commercializzato una volta cristallizzato ed essiccato. In tal senso l’acqua e’ riciclata al processo di produzione del waterglass o impiegata per ulteriori esigenze del processo.
Vantaggi del trovato
Come appare evidente dalla descrizione dettagliata che precede di un preferito esempio di attuazione e dall'accenno pure sopra operato ad alcune varianti di realizzazione, il procedimento secondo il presente trovato offre i vantaggi corrispondenti al conseguimento degli scopi prefissi ed altri ancora: esso integra infatti un fattivo metodo per recuperare materiali di valenza commerciale marcata da scarti di lavorazione altrimenti destinati al mero e non economico smaltimento in discarica.
Ambito della protezione invocata
Avendo così descritto il.procedimento secondo il presente trovato co riferimento ad una sua preferita forma di realizzazione, sarà ovvio voler proteggere tutt le possibili forme di esecuzione con varianti di normale attuazione per gli esperti de
settore, le quali non vadano a modificare il trovato senza uscire dagli scopi previsti dallo stesso; con ciò si intende, tanto nella descrizione che precede quanto nelle rivendicazioni che seguono, proteggere tutte le forme di attuazione e le varianti che rientrano nel concetto di soluzione, nello spirito e negli scopi del trovato medesimo.
Claims (3)
- RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per la produzione di waterglass da scarti di lavorazione industriale nello specifico i fanghi provenienti dalle sospensioni acquose dei processi di lavorazione, taglio e molatura del vetro specie in pannelli e lastre degli sfridi o sabbie di molatura, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: lavaggio degli sfridi o sabbie di molatura con acqua; lisciviazione di tali sfridi o sabbie di molatura con una soluzione di soda caustica (NaOH) ad una concentrazione da 50 a 400 kg di NaOH per tonnellata di sfridi sabbiosi vetrosi con un rapporto solido-liquido compreso tra il 10 ed il 30% peso/volume (chilogrammo di sfrido sabbioso / litro di soluzione caustica); riscaldamento della sospensione in autoclave fino al raggiungimento di una temperatura di reazione compresa tra i (di) 150-250°C ed una pressione in autoclave compresa tra i 3 e i 10 bar per un tempo compreso tra 2 e 4 h, reazione chimica della soda caustica (NaOH) con la parte silicea dello sfrido sabbioso e conseguente formazione di silicato di sodio (Na2SiO3) ovvero waterglass ; raffreddamento della sospensione al termine del processo termico in autoclave; filtrazione della sospensione per separazione del silicato di sodio (Na2SiO3) ovvero waterglass dal residuo solido contenente la parte non reattiva dello sfrido sabbioso; eventuale evaporazione della soluzione per produzione di waterglass solido; alternativamente, eventuale confezionamento della soluzione liquida contenente il waterglass per utilizzazione in tale stato; trattamento del residuo solido per recupero del cerio non discioltosi in autoclave tramite processo idrometallurgico, comprendente precipitazione del cerio dalla soluzione acida di lisciviazione à ̈ condotta aggiungendo una soluzione concentrata di NaOH a temperatura compresa tra 5 e 60°C, sotto agitazione, fino ad un valore di pH rientrante nell’intervallo 2-3 per un tempo di reazione di 30-120 minuti.
- 2) Procedimento per la produzione di waterglass da scarti di lavorazione industriale come da prima rivendicazione, caratterizzato dal fatto che la fase di estrazione del cerio à ̈ condotta con una soluzione di acido solforico in concentrazione compresa tra 0,5 e 4 mol/L, in un rapporto S/L variante tra il 10 ed il 50% (wt/vol, chilogrammo di sfrido sabbioso / litro di soluzione caustica), ad temperatura compresa tra 25 e 90°C e pressione ambiente e per un tempo di reazione di 1-3 h.
- 3) Procedimento per la produzione di waterglass da scarti di lavorazione industriale come rivendicazioni precedenti e ciascuna di esse, caratterizzato dal fatto di comprendere cristallizzazione del solfato di sodio prodotto durante la neutralizzazione della soluzione acida con soda caustica; 4) Procedimento per la produzione di waterglass da scarti di lavorazione industriale come rivendicazioni precedenti e ciascuna di esse, caratterizzato dal fatto di comprendere riutilizzo delle acque madri nel procedimento stesso.
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