Come FILAB aiuta i suoi clienti a valorizzare i residui industriali?
In un panorama industriale in continua evoluzione, molti operatori si trovano, durante la produzione dei loro prodotti, a generare residui di materiali. Questi ultimi possono essere più o meno consistenti a seconda del processo di fabbricazione.
Questo caso di studio si concentra sul modo in cui il laboratorio FILAB ha aiutato tre clienti diversi a valorizzare i loro residui industriali, trasformando le sfide ambientali ed economiche in opportunità sostenibili.
Gli operatori industriali si trovano ad affrontare due problemi principali: l'utilizzo di materie prime costose e la gestione onerosa dei residui industriali. Infatti, la generazione di residui industriali rappresenta un costo reale, in particolare per lo smaltimento o la classificazione di questi rifiuti. Queste sfide ostacolano, da un lato, il miglioramento delle prestazioni operative e, dall'altro, il miglioramento delle prestazioni ambientali delle aziende
Comprendere le sfide...
Oggi, la valorizzazione dei rifiuti industriali presenta una duplice sfida:
- Genera nuove risorse come materie prime per alcune industrie
- Riduce l'impatto sull'ambiente e sulla salute.
È così che tre clienti industriali di FILAB hanno recentemente richiesto al laboratorio un supporto nell'ambito di:
- Cliente 1: la valorizzazione di rifiuti costituiti principalmente da quarzo e calce,
- Cliente 2: la valorizzazione di rifiuti siderurgici (polveri e scorie)
- Cliente 3: la valorizzazione di rifiuti solidi e liquidi derivanti da frantumati di batterie e dalle acque di lavaggio
Avvio delle analisi presso il Laboratorio FILAB: le nostre soluzioni, la nostra routine!
Approccio pre-analitico:
Innanzitutto, per supportare i tre operatori industriali, FILAB studia gli elementi di interesse. Infatti, questi ultimi possono trovarsi nei rifiuti a seconda delle materie prime e dei processi utilizzati. L'idea, qui, era individuare e determinare gli elementi potenzialmente interessanti per la loro successiva valorizzazione.
Dopo questa prima fase, ciascun operatore ha voluto proseguire lo studio in modi diversi:
- Cliente 1: Dopo il confronto con questo primo operatore industriale, ha richiesto uno studio molto ampio sulle frazioni metalliche e minerali presenti nel suo prodotto.
- Cliente 2: Ha voluto determinare i tenori precisi di metalli (Alluminio, Ferro, Rame, Cobalto, Nichel ...) e di terre rare (Cerio, Lantanio, Ittrio ...).
- Cliente 3: Ha voluto conoscere i tenori di metalli, metalli preziosi (Platino, Palladio, Oro ...), e alogeni (come il fluoro).
Le analisi di minerali, metalli (compresi i metalli preziosi), terre rare presso FILAB
La prima fase consiste nella preparazione del campione. Ciò consente di ottenere, a partire il più delle volte da un campione solido, una soluzione liquida e limpida in cui tutti gli elementi di interesse vengono messi in soluzione. Questa fase è nota come «mineralizzazione» o «digestione acida».
FILAB tratta così ogni campione in modo unico, ottimizzando la scelta degli acidi e le condizioni di mineralizzazione.
Una volta ottenuta la soluzione di mineralizzazione, FILAB mette in atto la tecnica ICP (Inductively Coupled Plasma) che, a sua volta, decomporrà il campione durante il passaggio nel plasma.
Questa tecnica è abbinata sia a uno spettrometro di emissione atomica (ICP-AES) per la determinazione di elementi maggiori o con concentrazione superiore a 1 mg/kg (0,0001%) sia a uno spettrometro di massa (ICP-MS) per l'analisi di tracce (inferiori a 1 mg/kg).
Queste tecnologie all'avanguardia presenti nei nostri laboratori consentono l'analisi di oltre cinquanta elementi diversi.
Le analisi degli alogeni presso FILAB
Nel caso della ricerca di alogeni come il fluoro o il bromo, ad esempio, il principio di preparazione consiste anch'esso nell'ottenere una soluzione liquida, ma sono possibili diversi metodi di messa in soluzione (ad esempio combustione sotto ossigeno).
Questa soluzione viene quindi iniettata e quantificata tramite una delle nostre 4 linee di cromatografia ionica liquida (CLI).
I risultati ottenuti
Le analisi approfondite di FILAB hanno permesso di determinare con precisione le concentrazioni di diversi elementi nei residui di ciascun cliente. Queste informazioni sono state fondamentali per orientare i clienti verso i metodi di valorizzazione più adatti alle loro esigenze specifiche.
L'approccio di FILAB ha permesso una valorizzazione efficace dei rifiuti industriali, offrendo nuove risorse di materie prime e riducendo l'impatto ambientale. Questi casi dimostrano l'expertise di FILAB nella risoluzione di problemi complessi e il suo impegno verso soluzioni industriali sostenibili.
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Domande frequenti
Perché analizzare un residuo industriale prima di valutarne il recupero?
L’analisi consente di identificare gli elementi di interesse e di misurarne i tenori prima di scegliere una modalità di recupero. In questo articolo, FILAB presenta residui minerali, scarti siderurgici e frazioni provenienti da batterie. I risultati forniscono agli operatori industriali una base di confronto per valutare le risorse recuperabili e i vincoli di trattamento.
Quali elementi si possono ricercare nei residui siderurgici o nei materiali derivanti dalla frantumazione delle batterie?
Gli elementi da ricercare dipendono dall’origine del residuo e dall’obiettivo industriale. Nei casi presentati, le richieste riguardavano in particolare ferro, rame, cobalto, nichel, alcune terre rare, metalli preziosi e alogeni. L’elenco delle analisi viene definito con il cliente per rispondere alle esigenze di caratterizzazione.
Perché la preparazione del campione è determinante per analizzare un residuo solido?
La preparazione deve consentire di recuperare gli elementi ricercati in modo adeguato alla matrice. Per le analisi dei metalli presentate, FILAB effettua una mineralizzazione prima di analizzare la soluzione ottenuta. La scelta degli acidi e delle condizioni di digestione influisce sulla qualità del risultato e deve tenere conto della composizione del residuo.
Qual è la differenza tra ICP-AES e ICP-MS per la caratterizzazione dei residui industriali?
ICP-AES e ICP-MS consentono di quantificare numerosi elementi dopo un’adeguata preparazione. L’ICP-AES viene comunemente utilizzata per concentrazioni più elevate, mentre l’ICP-MS offre una sensibilità utile per l’analisi delle tracce. La scelta dipende dagli elementi ricercati, dai livelli previsti, dalla matrice e dai limiti di quantificazione necessari.
Come ricercare fluoro o bromo in un residuo industriale?
La ricerca degli alogeni si basa su una preparazione adeguata, che può includere una combustione in atmosfera di ossigeno, seguita da un’analisi mediante cromatografia ionica. Questo approccio integra le determinazioni dei metalli. Negli studi presentati, è stato utilizzato in particolare per caratterizzare residui provenienti da batterie e fornire dati utili alla valutazione della loro valorizzazione.