ITRE20080057A1 - '' procedimento per la fabbricazione di manufatti derivanti da rifiuti pericolosi '' - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo:

“PROCEDIMENTO PER LA FABBRICAZIONE DI MANUFATTI

DERIVANTI DA RIFIUTI PERICOLOSI”

La presente invenzione riguarda un procedimento per la fabbricazione di manufatti derivanti dal trattamento di rifiuti pericolosi, particolarmente manufatti commercializzabili, come ad esempio lastre di rivestimento e/o di pavimentazione. L’invenzione si estende quindi anche ai manufatti commercializzabili di rivestimento o pavimentazione, tipicamente lastre o piastrelle, ottenuti con il procedimento in oggetto.

Il problema dei rifiuti è da molti anni al centro della attenzione dei governi e dell’opinione pubblica.

L’attuale legislazione divide i rifiuti in:

- Rifiuti urbani

- Rifiuti speciali

e secondo le caratteristiche di pericolosità in:

- Rifiuti pericolosi

- Rifiuti non pericolosi.

I rifiuti speciali comprendono i rifiuti derivati dalle attività agricole, industriali, artigianali, scavo e demolizioni, attività sanitarie, macchine ed attrezzature dismesse, e altre. I rifiuti pericolosi sono precisati in un elenco allegato alla Legge.

Sono noti da tempo vari trattamenti rivolti alla inertizzazione o al recupero di singoli rifiuti pericolosi, tra cui i trattamenti termici di vetrificazione e vetroceramizzazione.

rifiuti pericolosi, tra cui i trattamenti termici di vetrificazione e vetroceramizzazione. Lo stato vetroso è un particolare stato in cui alcuni elementi noti come vetrificatori (silice, allumina, anidride borica, borace, ecc.), eventualmente mescolati con modificatori (ossidi alcalini, ossidi alcalino terrosi, ecc..) e/o coloranti (metalli pesanti cromo, vanadio, cobalto ecc..), possono formare una struttura solida amorfa, non cristallina, avente la rigidità propria dello stato solido ma altre caratteristiche tipiche di un liquido.

Lo stato vetroso è instabile ed i vetri tendono lentamente ad assumere una struttura cristallina, in cui la miscela di elementi si divide formando vari silicati naturali intimamente miscelati e collegati (struttura microcristallina).

Questo processo naturale, noto come ceramizzazione del vetro, può completarsi in migliaia di anni per vetri particolarmente stabili o in tempi minori per vetri più instabili.

La ceramizzazione del vetro può essere indotta e velocizzata artificialmente, in modo da ottenere manufatti cosiddetti di vetroceramica.

In particolare, il processo di vetroceramizzazione prevede la preparazione di una miscela di base, mediante macinazione e omogeneizzazione delle materie prime solide così come avviene per la preparazione del vetro normale, la quale viene quindi fusa e modellata in modo da ottenere un manufatto vetroso, costituito in gran parte da componenti il sistema SiO2-Al2O3-CaO e da ossidi metallici alcalini. Detto manufatto vetroso viene successivamente riscaldato secondo un opportuno diagramma caratteristico per ciascuna formulazione della miscela di base, in modo da indurre la crescita della fase cristallina del vetro.

In termini generali, lo smaltimento dei rifiuti pericolosi tramite il processo di vetroceramizzazione, prevede di aggiungere questi rifiuti pericolosi alla suddetta miscela di base.

In questo modo, le sostanze minerali e gli elementi pericolosi presenti nei rifiuti di partenza, in particolare i metalli pesanti, vengono anzitutto incorporati nel vetro, e successivamente entrano nella struttura cristallina del manufatto di vetroceramica così ottenuto, per cui i test di lisciviazione di questi manufatti (cessione di sostanze pericolose dietro attacco chimico con agenti previsti dalla normativa) si collocano ampliamente al di sotto dei limiti previsti dalle normative in vigore.

Se i rifiuti contengono sostanze altamente tossiche per inalazione, come le microfibre cristalline di amianto, le stesse vengono inertizzate e rese innocue prima di essere aggiunte alla miscela di base. Ad esempio, le microfibre di amianto vengono inertizzate mediante riscaldamento sopra i 1100°C.

Attualmente i trattamenti di vetroceramizzazione sono utilizzati solo per alcuni rifiuti pericolosi minerali, come i rifiuti contenenti amianto, in particolare sotto forma di cemento amianto per coperture (eternit) o di fibra isolante, oppure i rifiuti degli inceneritori urbani, ossia ceneri di griglia e ceneri volatili raccolte dai sistemi di captazione, oppure le loppe di fonderia ed i fanghi di siti contaminati.

In tutti questi casi, il processo di vetroceramizzazione è stato adattato allo specifico rifiuto trattato, per cui gli impianti che vengono utilizzati sono normalmente diversi per ciascun tipo di rifiuto pericoloso, ed i manufatti ottenuti sono a loro volta molto diversificati.

I manufatti di vetroceramica derivanti dal trattamento dei rifiuti pericolosi hanno generalmente un basso valore commerciale, in quanto le tecniche di lavorazione che sono attualmente utilizzate, non permettono di lavorare e modellare in modo efficace masse vetrose ottenute con queste materie prime.

Una di queste tecniche di lavorazione è la pressatura, che prevede di fare affluire una quantità dosata di vetro fuso all’interno di uno stampo, in cui il vetro fuso viene pressato, in modo da ottenere un manufatto di desiderata forma e dimensioni, ad esempio una lastra che può essere utilizzata per rivestimenti e/o pavimentazioni.

Questa tecnica richiede di dosare con assoluta precisione la quantità di vetro fuso allo stato pastoso da convogliare all’interno dello stampo. Pertanto, essa risulta efficace solo se le caratteristiche di fusibilità e di fluidità del vetro rimangono costanti per tutta la durata del processo, ovvero se oltre ai parametri tecnici del processo, rimangono invariati i parametri tecnologici del vetro fuso, tra cui la composizione delle materie prime e la formulazione della miscela di base.

Nel trattamento di rifiuti pericolosi di varia provenienza, non è possibile garantire la costanza dei parametri tecnologici del vetro fuso necessaria per la buona riuscita delle tecniche di pressatura, per cui non è facile realizzare manufatti ad alto valore commerciale, come ad esempio le citate lastre di rivestimento e/o di pavimentazione. Uno scopo della presente invenzione è quello di superare questo inconveniente, rendendo disponibile un procedimento per la fabbricazione di manufatti derivanti da rifiuti pericolosi, che consenta di realizzare in modo semplice ed economico manufatti a più alto valore commerciale, e quindi commercializzabili con maggiore profitto, alla luce del basso costo delle materie prime impiegate.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di rendere disponibile un procedimento che possa impiegare ogni tipo di rifiuto pericoloso, eventualmente più tipi di rifiuti pericolosi contemporaneamente, con il medesimo impianto e la medesima tecnologia, in modo da ottenere un ulteriore considerevole beneficio economico, derivante dal risparmio dei costi di smaltimento di questi rifiuti.

Tali scopi sono raggiunti dalle caratteristiche dell’invenzione riportate nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell’invenzione.

In particolare, l’invenzione rende disponibile un procedimento per la fabbricazione di manufatti derivanti da rifiuti pericolosi comprendente le fasi di:

a) preparare una miscela contenente almeno un rifiuto pericoloso scelto nel gruppo costituito da:

A) MCA (materiali contenenti amianto);

B) Calci esauste ed altre sostanze provenienti da impianti di depurazione;

C) Fanghi da depurazione di effluenti industriali;

D) Scorie pesanti e ceneri leggere provenienti da inceneritori urbani;

E) Fanghi di drenaggio di luoghi umidi contaminati, o di stoccaggi;

F) Bonifiche di terreni contaminati;

G) Fanghi di trattamento idrometallurgico;

H) Scorie provenienti da processi metallurgici;

I) Vetri e schermi di televisori, computer, apparecchiature elettroniche;

b) macinare e/o miscelare e fondere detta miscela fino alla formazione di vetro fuso; c) solidificare il vetro fuso ottenuto;

d) macinare il vetro solidificato in modo da ottenere polvere di vetro;

e) miscelare detta polvere di vetro con un legante atto a migliorare la capacità di coesione della miscela dopo pressatura;

f) pressare la miscela di polveri ottenuta nella fase precedente, in modo da ottenere un manufatto di polveri compattate;

g) cottura di detto manufatto di polveri compattate in modo da ceramizzare le polveri di vetro.

In questo modo, grazie alle fasi di macinazione del vetro solidificato e di pressatura delle polveri di vetro per formare il manufatto, si elimina la necessità di modellare il vetro fuso come descritto in precedenza, superando così gli inconvenienti della tecnica nota ed ottenendo una completa controllabilità della fase di formatura, che consente di fabbricare in modo semplice ed efficace manufatti di vetroceramica ad alto valore commerciale, in particolare lastre di rivestimento e/o di pavimentazione.

Inoltre, il processo secondo l’invenzione aumenta il numero di prodotti intermedi che vengono realizzati durante lo svolgimento del trattamento, per cui è possibile eseguire interventi correttivi della miscela in un maggior numero di fasi successive del processo, in modo da ottenere una maggiore controllabilità dell’intero ciclo di trasformazione dei rifiuti, che per loro natura hanno caratteristiche piuttosto incostanti, e fabbricare manufatti con caratteristiche più uniformi.

Ad esempio, alla miscela di polvere di vetro e di legante ottenuta nella fase (e) possono essere aggiunti ulteriori additivi, in particolare idonei coloranti od altre sostanze atte ad apportare specifiche caratteristiche alla miscela.

Alcuni di questi additivi non possono essere aggiunti prima della fusione e quindi non possono essere impiegati negli usuali trattamenti di vetroceramizzazione, conferendo perciò al processo secondo l’invenzione anche una maggiore libertà e flessibilità operativa rispetto alla tecnica nota.

Infine, siccome la cristallizzazione di ceramizzazione di un corpo vetroso inizia generalmente dalla superficie esterna (dove l’energia di attivazione richiesta è minore) e procede progressivamente verso il centro, accade che la fase di cottura (g) viene favorita e velocizzata dalla vastissima superficie specifica del manufatto, che è formato in massima parte da finissimi granelli di polvere di vetro, al punto che non è generalmente necessaria l’aggiunta di agenti nucleanti.

Secondo un preferito aspetto del processo secondo l’invenzione, la fase di cottura (g) del manufatto di polveri compattate è regolata in modo da ottenere sia la ceramizzazione sia la sinterizzazione delle polveri di vetro.

È opportuno rilevare che il processo di sinterizzazione – che avviene con un meccanismo di densificazione per flusso viscoso – ostacola il processo di ceramizzazione e viceversa; e che questi due processi avvengono con cinetiche chimiche differenti, ossia con velocità diverse in funzione dei fattori che le influenzano, in particolare in funzione della temperatura e del gradiente di temperatura cui è sottoposto il manufatto durante la cottura.

In altre parole, se la fase di cottura viene regolata in modo da favorire la ceramizzazione rispetto alla sinterizzazione, accade che la cristallizzazione delle polveri di vetro ostacola la densificazione, ottenendo un manufatto finito con un’elevata porosità, che ne riduce le caratteristiche meccaniche. Viceversa, se la fase di cottura viene regolata in modo da favorire la sinterizzazione, accade che i granelli di vetro più piccoli si saldano tra loro, con riduzione della superficie utile per la cristallizzazione e conseguente inibizione della ceramizzazione.

Pertanto, l’invenzione prevede di regolare la fase di cottura in modo da ottenere un compromesso ottimale tra l’esigenza di sinterizzare (per ridurre il più possibile la porosità) e l’esigenza di cristallizzare (per ottenere un’efficace ceramizzazione). Tale regolazione dipende caso per caso dalla formulazione della miscela di polveri compattate che forma il manufatto, ed è ottenuta stabilendo opportunamente la variazione della temperatura di trattamento termico in funzione del tempo di cottura, che generalmente comprenderà una fase di riscaldamento a circa 900°C seguita da una serie di opportuni cicli di riscaldamento, stasi e raffreddamento nell’intervallo tra 900°C e 1100°C.

In ogni caso, la regolazione della fase di cottura deve essere effettuata in modo da fabbricare un manufatto avente preferibilmente le caratteristiche tipiche della vetroceramica, in particolare un valore di durezza nella scala Mosh 7 superiore a 6 GPa ed un alto valore di resilienza.

Secondo un ulteriore preferito aspetto dell’invenzione, la miscela iniziale preparata nella fase (a) contiene rifiuti pericolosi in numero di almeno tre di quelli appartenenti al gruppo sopra riportato, e/o in quantità pari ad almeno il 50% in peso rispetto al peso totale della miscela.

In questo modo, la fabbricazione dei manufatti di vetroceramica consente di smaltire ingenti quantità di rifiuto pericoloso, e/o di più rifiuti pericolosi contemporaneamente, aumentando efficacemente la resa economica del prodotto finito, grazie all’ingente ricavo che può essere realizzato dallo smaltimento di questi rifiuti.

Infine, siccome il contenuto in ossidi dei minerali costituenti i rifiuti è spesso molto variabile, è preferibile aggiungere alla miscela iniziale ulteriori additivi, ad esempio materiali silicei ed eventuali nucleanti, e se necessario ossidi colorati, in modo da ottenere nella fase (a) una miscela più costante, secondo la seguente composizione in peso:

SiO240-60%

Al2O35-25%

CaO 10-30%

Ossidi di Na e K 2-5%.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate.

La figura 1 mostra lo schema di un impianto per l’esecuzione del processo secondo l’invenzione.

La figura 2 mostra lo schema di un impianto per l’esecuzione di una variante del processo secondo l’invenzione.

Le figure 3A e 3B mostrano altrettanti possibili diagrammi di cottura per i manufatti compattati.

I rifiuti pericolosi che vengono utilizzati nel processo secondo l’invenzione sono riportati nella seguente

Tabella A

A) MCA (materiali contenenti amianto);

B) Calci esauste ed altre sostanze provenienti da impianti di depurazione;

C) Fanghi da depurazione di effluenti industriali;

D) Scorie pesanti e ceneri leggere provenienti da inceneritori urbani;

E) Fanghi di drenaggio di luoghi umidi contaminati, o di stoccaggi;

F) Bonifiche di terreni contaminati;

G) Fanghi di trattamento idrometallurgico;

H) Scorie provenienti da processi metallurgici;

I) Vetri e schermi di televisori, computer, apparecchiature elettroniche.

L’impianto illustrato in figura 1 comprende una pluralità di linee di macinazione, indicate con i riferimenti numerici 2A, 2B e 2C, ciascuna delle quali è preposta a macinare un rispettivo rifiuto pericoloso che viene fornito in pezzatura grossolana, ad esempio scorie industriali, scorie di inceneritori, vetri speciali o amianto già inertizzato.

L’amianto inertizzato può essere ottenuto con un apposito impianto di inertizzazione (non illustrato), che viene posizionato a monte della relativa linea di macinazione. Detto impianto di inertizzazione comprende in generale uno o più forni, di tipo continuo o intermittente, in cui i rifiuti contenenti amianto, in particolare sotto forma di cemento amianto per coperture (eternit), vengono riscaldati a circa 1100°C, in modo da trasformare la totalità delle microfibre di amianto, che rappresentano l’elemento di pericolosità di questi materiali, in una struttura amorfa stabile priva di pericolosità.

Ogni linea di macinazione 2A-2C comprende schematicamente un contenitore di deposito 20 per il rifiuto, un mulino di macinazione a secco 21, ed un silos di raccolta 22 in cui il rifiuto macinato viene accumulato.

Le macchine e gli accessori d’impianto presenti su ogni linea di macinazione 2A-2C possono essere diversi in base alle caratteristiche specifiche del materiale da macinare, ad esempio in base alla loro durezza.

Nell’impianto 1 qui illustrato, la linea di macinazione 2A è progettata per la macinazione di minerali silicei inerti, tra cui sabbie, feldspati, amianto inertizzato ed altri; la linea di macinazione 2B è progettata per la macinazione di rifiuti pericolosi secchi, tra cui scorie, loppe, ceneri di griglia ed altri; la linea di macinazione 2C è progettata per la macinazione di rifiuti pericolosi umidi, tra cui terre di bonifica, fanghi semisolidi ed altri.

In tutti i casi, all’interno dei mulini di macinazione 21, i rifiuti vengono macinati sino a raggiungere una opportuna granulometria, preferibilmente inferiore a 500 micron, che consenta di ottenere successivamente un’efficace vetrificazione.

L’impianto 1 comprende inoltre una linea di macinazione 2D per materiali vetrificabili, ad esempio materiali silicei.

Anche detta linea di macinazione 2D comprende un contenitore di deposito 20 per i materiali vetrificabili, un mulino di macinazione a secco 21, ed un silos di raccolta 22 in cui il materiale macinato viene stoccato.

L’impianto 1 comprende infine due silos di raccolta speciale, 23 e 24, rispettivamente per i rifiuti che arrivano già sotto forma di polveri, ad esempio ceneri, e per i rifiuti che arrivano sotto forma di fanghi.

I rifiuti macinati, gli eventuali materiali vetrificabili e quelli che arrivano già sotto forma di polvere e/o di fanghi, vengono prelevati dai relativi silos di stoccaggio 22-24 tramite un sistema di nastri dosatori e pesatori, indicati globalmente con 3, i quali sono atti ad alimentare in continuo un miscelatore continuo 4 con quantità dosate di dette materie prime macinate, secondo la specifica formulazione della miscela da ottenere.

L’intero processo di macinazione, stoccaggio e prelievo dosato delle materie prime è completamente programmabile ed automatizzato.

Preferibilmente, nel miscelatore continuo 4 viene preparata una miscela contenente contemporaneamente almeno tre tipi di rifiuti tra quelli elencati all’inizio della presente descrizione, in quantità almeno pari al 50% in peso rispetto al peso totale della miscela stessa.

Inoltre, siccome il contenuto in ossidi dei minerali costituenti i rifiuti non è costante, si prevede anche l’aggiunta di ulteriori additivi, nella fattispecie materiali silicei provenienti dalla linea di macinazione 2D, capaci di favorire la vetrificazione della miscela.

Questi additivi devono permettere alla miscela finale di avere una formulazione piuttosto costante, preferibilmente secondo la composizione in peso riportata nella seguente

Tabella B

SiO2 40-60%

Al2O3 5-25%

CaO 10-30%

Ossidi di Na e K 2-5%.

30490A2008dep..doc

Alcuni esempi di formulazioni di miscele secondo l’invenzione sono riportati nella seguente

Tabella C

Per favorire la trasformazione in vetroceramica del vetro che sarà ottenuto dalla citata miscela, a questa si possono aggiungere degli opportuni agenti di nucleazione, quali TiO2oppure dei minerali di zirconio, di preferenza ossidi e carbonati di zirconio.

Come verrà chiarito nel seguito, tale aggiunta non è strettamente necessaria nel processo secondo l’invenzione, e ciò rappresenta un vantaggio tecnico-economico. Alle stesse sostanze si possono aggiungere anche degli opportuni ossidi colorati, adatti per conferire al prodotto ceramizzato il desiderato effetto estetico. Questi ossidi sono scelti sia in funzione dei componenti della Tabella B precedente e già presenti in miscela, sia di quelli normalmente riscontrabili nei rifiuti utilizzati.

Tutte queste sostanze sono sottoposte a miscelazione nel miscelatore continuo 4, così da permettere lo svolgimento delle reazioni nel successivo riscaldamento.

La miscela preparata nel miscelatore continuo 4 viene prelevata da un opportuno trasportatore, il quale la alimenta direttamente all’interno di un forno di fusione 5, preferibilmente di tipo continuo a bacino, in cui la miscela viene scaldata ad una temperatura superiore a 1300°C, in modo da realizzare la vetrificazione ed ottenere vetro fuso.

Naturalmente la miscela di materiali solidi incoerenti uscente dal miscelatore continuo 4 potrebbe anche essere accumulata in opportuni silos di stoccaggio (non mostrati), prima di essere alimentata all’interno del forno di fusione 5.

Il vetro fuso uscente dal forno di fusione 5 viene quindi colato all’interno di una o più vasche 6 piene d’acqua, in modo da provocare un repentino raffreddamento del vetro fuso, il quale forma una graniglia di vetro molto fragile, denominata fritta, che viene successivamente stoccata per un certo tempo all’interno di un silos di deposito 7, in attesa che i grani di vetro si asciughino almeno in parte dall’acqua.

La fritta asciutta o semi-asciutta viene quindi trasportata all’interno di un mulino di macinazione 8 dove, grazie alla estrema fragilità del vetro di cui è composta, è facilmente trasformata in polvere di vetro, preferibilmente con granulometria inferiore a 30 micron.

La polvere di vetro viene prelevata dal mulino di macinazione 8 ed alimentata all’interno di un mescolatore 9, in cui viene immessa anche un’opportuna sostanza legante, proveniente da un relativo silos di stoccaggio 10, in modo da realizzare una miscela uniforme di polveri.

Detta sostanza legante può essere sia organica sia alternativamente inorganica, ed è atta a migliorare la capacità di coesione della miscela di polveri dopo pressatura, in modo che dette polveri possano mantenere la forma imposta.

La sostanza legante può essere ad esempio scelta nel gruppo riportato nella seguente Tabella D

A) Argilla

B) Materie termoplastiche

C) Cere sintetiche

D) Plastiche liquide indurenti.

Nel mescolatore 9, la miscela di polveri può inoltre essere arricchita e/o corretta con ulteriori opportuni additivi, ad esempio ossidi coloranti o altre sostanze che apportino alla miscela di polveri alcune caratteristiche desiderate.

La miscela di polveri viene quindi prelevata dal miscelatore 9 e alimentata ad una pressa 11, dove viene pressata a freddo in opportuni stampi, generalmente con pressioni non inferiori a 10 MPa, per formare manufatti di polveri compattate aventi una prefissata forma.

Detti manufatti sono preferibilmente lastre di rivestimento e/o di pavimentazione, le quali possono avere sia una forma perfettamente piana sia una forma sagomata in accordo con le necessità di impiego, ad esempio per realizzare cordoli, bordi, scalini e altri.

I manufatti di polveri pressate vengono quindi prelevati uno alla volta da un robot (non illustrato) e collocati su piastre refrattarie, che si muovono su un sistema di trasporto a circuito chiuso, ad esempio a catena, passando ciclicamente in una posizione di carico in prossimità della pressa 11 e quindi attraverso un forno di cottura 12.

Il forno di cottura 12 è preferibilmente un forno a tunnel, del tipo provvisto di un trasportatore a rulli, e di bruciatori che sono posti sia sui lati del tunnel, sia sopra sia sotto il piano dei rulli.

All’interno del forno di cottura 12, i manufatti di polveri compattate vengono riscaldati e sottoposti ad un trattamento termico di ceramizzazione, che promuove la cristallizzazione delle polveri di vetro, in modo da ottenere un manufatto con le caratteristiche della vetroceramica.

Si desidera sottolineare che la cristallizzazione viene favorita e velocizzata dalla vastissima superficie specifica del manufatto, che è formato in massima parte da finissimi granelli di polvere di vetro, al punto che non è generalmente necessaria l’aggiunta di agenti nucleanti.

Il trattamento termico, definito dal tempo di percorrenza del forno a tunnel 12, e dal diagramma termico in funzione della posizione dei manufatti lungo il tunnel, è regolato in modo da ottenere un contemporaneo processo di sinterizzazione delle polveri, così da ridurre il più possibile la porosità del manufatto finito, nell’ambito di un processo che globalmente si può definire di sintercristallizzazione.

Tale regolazione dipende caso per caso dalla formulazione della miscela di polveri che formano il manufatto, e consiste nella scelta opportuna delle temperature di cottura e dal tempo di permanenza dei manufatti alle varie temperature nel forno 12. In generale, il processo di cottura comprenderà una fase di riscaldamento dei manufatti pressati a circa 900°C, seguita eventualmente da una serie di opportuni cicli di riscaldamento, stasi e raffreddamento nell’intervallo tra 900°C e 1100°C.

La regolazione dell’intero processo di cottura è finalizzata ad ottenere un giusto compromesso tra l’esigenza di sinterizzare (per ridurre il più possibile la porosità) e l’esigenza di cristallizzare (per ottenere un’efficace ceramizzazione), in modo da fabbricare un manufatto finito avente sostanzialmente le caratteristiche della vetroceramica, in particolare un valore di durezza nella scala Mosh 7 superiore a 6 GPa, ed un alto valore di resilienza.

Due possibili diagrammi di cottura adatti alle formulazioni riportate nella precedente tabella C sono riportati nelle figure 3A e 3B, dove in ascissa sono rappresentati i tempi di permanenza in forno espressi in minuti primi, ed in ordinata sono rappresentate le temperature espresse in gradi centigradi.

I dati rappresentati rispettivamente nei grafici di figura 3A e 3B sono riportati anche nelle seguenti

Tabella E

e

Tabella F

In figura 2 è illustrato lo schema di un impianto 100 atto ad eseguire un processo alternativo per il trattamento dei rifiuti secondo la presente invenzione.

In questa forma di realizzazione, ciascun componente della miscela di base, sia minerale sia rifiuto, viene posto all’interno di un rispettivo silos di contenimento. Nell’esempio illustrato, l’impianto 10 comprende sei silos di contenimento, indicati rispettivamente con i riferimenti numerici da 120 a 125, che sono atti a contenere rispettivamente minerali silicei inerti, ad esempio sabbie, feldspati, amianto inertizzato ed altri; rifiuti pericolosi secchi, ad esempio scorie, loppe, ceneri di griglia ed altri; rifiuti pericolosi umidi, ad esempio terre di bonifica, fanghi semisolidi ed altri; materiali vetrificabili, ad esempio materiali silicei; rifiuti che arrivano già sotto forma di polveri, ad esempio ceneri; e rifiuti che arrivano sotto forma di fanghi.

I materiali aventi una pezzatura molto grossa possono essere frantumati prima di essere riversati nel relativo silos di contenimento 120-125. Ad esempio, le lastre di cemento-amianto inertizzate vengono frantumate con un normale frantoio a rulli (non illustrato).

A valle dei silos di contenimento 120-125 è posto un sistema 103 di nastri trasportatori, dosatori e pesatori, il quale è atto ad estrarre in continuo quantità dosate dei componenti solidi grossolani dai silos di contenimento, in modo da formare una miscela di secondo la formulazione prevista.

Il sistema 103 alimenta detta miscela di materiali all’interno di un unico mulino di macinazione 104, preferibilmente un mulino continuo ad umido, in cui le materie prime vengono macinate con una percentuale del 25-40% di acqua, per formare una barbottina avente l’esatta composizione precedentemente impostata.

La barbottina viene quindi scaricata in una vasca di accumulo 105, da cui passa in una filtropressa 106, dove viene compattata ed addensata per formare delle lastre contenenti il 15-20% di acqua.

A valle della filtropressa 106 è installato un estrusore 107 che trasforma le lastre di barbottina in piccoli cilindretti, usualmente denominati pellets, che vengono successivamente essiccati in un essiccatore continuo 108, prima di essere raccolti in un silos di deposito 109.

A valle del silos di deposito 109, un sistema di dosaggio 110 alimenta quantità dosate di pellets all’interno di un forno di fusione 5 per ottenere vetro fuso.

A partire da detto forno di fusione 5, l’impianto 100 è strutturalmente e funzionalmente identico all’impianto 1 descritto nella prima forma di attuazione del metodo secondo l’invenzione, cui si rimanda per maggiori dettagli.

Ovviamente agli impianti 1,100 ed al processo di trattamento da questi eseguito, un tecnico del settore potrà apportare numerose modifiche di natura tecnicoapplicativa, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come sotto rivendicata.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la fabbricazione di manufatti derivanti da rifiuti pericolosi, comprendente le fasi di: a) preparare una miscela contenente almeno un rifiuto pericoloso scelto nel gruppo costituito da: A) MCA (materiali contenenti amianto); B) Calci esauste ed altre sostanze provenienti da impianti di depurazione; C) Fanghi da depurazione di effluenti industriali; D) Scorie pesanti e ceneri leggere provenienti da inceneritori urbani; E) Fanghi di drenaggio di luoghi umidi contaminati, o di stoccaggi; F) Bonifiche di terreni contaminati; G) Fanghi di trattamento idrometallurgico; H) Scorie provenienti da processi metallurgici; I) Vetri e schermi di televisori, computer, apparecchiature elettroniche; b) macinare e/o miscelare e fondere detta miscela fino alla formazione di vetro fuso; caratterizzato dal fatto che comprende le ulteriori fasi di: c) solidificare il vetro fuso ottenuto; d) macinare il vetro solidificato in modo da ottenere polvere di vetro; e) miscelare detta polvere di vetro con un legante atto a migliorare la capacità di coesione della miscela dopo pressatura; f) pressare la miscela di polveri ottenuta nella fase precedente, in modo da ottenere un manufatto di polveri compattate; g) cottura di detto manufatto di polveri compattate in modo da ceramizzare le polveri di vetro.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto legante aggiunto nella fase (e) è scelto nel gruppo comprendente: A) Argilla B) Materie termoplastiche C) Cere sintetiche D) Plastiche liquide indurenti.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che durante la fase (e) alla polvere di vetro sono aggiunti ulteriori additivi atti a conferire alla miscela specifiche caratteristiche.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di cottura (g) comprende una fase di riscaldamento a circa 900°C seguita da una serie di cicli di riscaldamento, stasi e raffreddamento nell’intervallo tra 900°C e 1100°C.
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di cottura (g) è eseguita in modo da ottenere sia la ceramizzazione sia la sinterizzazione del manufatto di polveri compattate.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la fase di cottura (g) è regolata in modo da ottenere un manufatto finito avente un valore di durezza superiore a 6 GPa.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella fase (b) i rifiuti pericolosi vengono macinati sino ad ottenere una granulometria inferiore a 500 micron, prima di essere fusi.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella fase (b) i rifiuti pericolosi vengono macinati separatamente, e successivamente miscelati in quantità dosate per ottenere una miscela di prefissata formulazione.
9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i rifiuti pericolosi vengono dosati per ottenere una miscela di prefissata formulazione, e successivamente macinati insieme.
10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta macinazione avviene ad umido, in modo da ottenere barbottina.
11. 11. Procedimento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta barbottina viene sottoposta a pellettizzazione, in modo da ottenere granuli che poi vengono essiccati e successivamente fusi.
12. 12. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di solidificazione (c) del vetro fuso avviene per immersione in acqua.
13. 13. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella fase (d) il vetro solidificato viene macinato in modo da ottenere polvere di vetro con granulometria inferiore a 30 micron.
14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dopo la fase (f) di pressatura, i manufatti vengono collocati su elementi refrattari, a bordo dei quali vengono introdotti all’interno di un forno (12) in cui subiscono la fase di cottura (g).
15. 15. Procedimento secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detti elementi refrattari avanzano su un trasportatore a circuito chiuso, passando ciclicamente in una posizione di carico dei manufatti pressati e quindi attraverso il forno di cottura (12).
16. 16. Procedimento secondo una qualunque rivendicazione da 1 a 15, caratterizzato dal fatto che alla miscela di base preparata nella fase (a) vengono aggiunti materiali silicei ed eventuali nucleanti, adatti per realizzare la seguente composizione in peso: SiO240-60% Al2O35-25% CaO 10-30% Ossidi di Na e K 2-5%.
17. 17. Procedimento secondo una qualunque rivendicazione da 1 a 16, caratterizzato dal fatto che la miscela iniziale preparata nella fase (a) contiene almeno tre di detti rifiuti pericolosi.
18. 18. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 17, caratterizzato dal fatto che la quantità globale di rifiuti pericolosi contenuti nella miscela iniziale preparata nella fase (a) è almeno pari al 50% del peso della miscela.
19. 19. Manufatto di rivestimento o pavimentazione, caratterizzato dal fatto di essere ottenuto con il procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni.