INTRODUZIONE

Sono aumentati gli stake holders delle imprese siderurgiche: dalla società, dall’ambiente oltre che dalla economia provengono attese e richieste sempre più pressanti. Sviluppo sostenibile significa dare risposte a queste attese. E’ indispensabile una modifica del modello di comportamento: da sistema aperto orientato al prodotto a sistema chiuso che considera tutti i materiali e le energie utilizzate. Nell’articolo viene illustrata l’esperienza in una acciaieria elettrica: all’inizio degli anni ‘90 è stato lanciato un progetto, denominato “zero waste”, che aveva come obiettivo la valorizzazione di tutti i materiali precedentemente gestiti come rifiuti. Esso ha riguardato i materiali principali di una acciaieria: le scorie EAF.

Viene illustrato il quadro generale riepilogativo dei “sistemi chiusi” attivati. A oltre dieci anni di distanza dall’avvio, viene tracciato un bilancio che lo vede in gran parte realizzato.

In un precedente articolo (Parte Prima) pubblicato sul N:° 38 di Enco Journal (Settembre 2007) abbiamo esaminato il caso della scoria EAF, in questa seconda parte vedremo il completamento del programma con le scorie LF, cioè la scaglia delle polveri da abbattimento fumi.

SCORIA LF E REFRATTARI
Si tratta di materiali spesso eterogenei, di difficile gestione soprattutto perché in breve tempo si trasformano in una polvere molto fine. Anche in questo caso siamo partiti da una analisi sistematica.

Abbiamo visto che il loro tenore in calcio e magnesio sono costantemente elevati e quindi potenzialmente sono dei sostituti della calce. I clienti potenziali in questo caso eravamo noi!

Non è stato semplice. Sono sorti dubbi sugli effetti possibili nel processo di produzione dell’acciaio. Il primo passo è stato uno studio teorico che simulava l’effetto del re-impiego in sostituzione parziale della calce. Poi è seguita una serie di prove pilota che hanno dimostrato la fattibilità. Anche in questo caso abbiamo collaborato anche con Demolizioni Industriali (l’azienda specializzata nell’handling delle scorie) per la messa a punto del processo di preparazione (“sfioritura” del materiale, separazione magnetica delle parti metalliche, macinazione dei refrattari, stoccaggio e trasporto pneumatico al forno). Nel 2001 è stato costruito l’impianto definitivo che consente di riutilizzare tutta la scoria LF e tutti i refrattari. In questo modo si risparmia l’equivalente della calce contenuta.

Le paure sui possibili effetti negativi sul processo di produzione acciaio sono svaniti. Dall’avvio dell’impianto tutta la scoria siviera ed i refrattari sono riutilizzati nel processo.

SCAGLIA

E’ noto che il ferro metallico non è stabile: esso si combina con l’ossigeno per ritornare nella forma di ossido. Tutte le superfici dei prodotti d’acciaio sono ricoperte da uno strato di ossido che è più consistente se si è formato a temperature elevate. Alla fine del processo in questa maniera in Ferriere Nord “produciamo” circa 20.000 t/anno di scaglie. Anche in questo caso si tratta di materiali particolarmente interessanti perché molto ricchi di Ferro. Nel nostro caso > 98% sottoforma di ossidi: nessun minerale è così ricco! A dire il vero già in passato veniva riutilizzato in altoforno, ma con molti vincoli. In questo caso il lavoro è stato più semplice: standardizzare il prodotto per poterlo valorizzare.

Sono stati migliorati i processi di separazione dai fluidi di raffreddamento sono stati cercati nuovi clienti. In effetti negli ultimi tempi anche per questo materiale sono state individuate strade e clienti interessanti: dall’industria chimica ai cementifici.

POLVERI D'ABBATTIMENTO FUMI

Le analisi ci hanno detto che si tratta di un “minerale ricco di zinco (20-30%) e di Piombo (5%), molto più ricco dei minerali naturali. Perché non produrre lo Zinco che viene immesso sul mercato? Assieme ad una società di engineering, la Engitec di Milano, abbiamo percorso la strada delle prove di laboratorio, l’impianto pilota e quindi nel 1998 il primo impianto industriale di produzione di zinco in catodi a partire da polveri d’acciaieria. Il processo Ezinex è rimasto in funzione presso di noi per due anni, era in grado di trattare tutta la produzione di polveri EAF di Ferriere Nord per una produzione finale di zinco di 2000 ton/anno.

Il processo ha dimostrato la sua validità ed è stato inserito tra le migliori tecnologie disponibili (BREF). Ezinex da solo non rappresenta la soluzione definitiva perché di taglia troppo piccola, e perché non prevede il trattamento della parte ferrosa. Questi aspetti sono stati studiati e definiti per la versione finale dell’impianto industriale. Non abbiamo percorso l’ultima fase del processo perché nel frattempo i produttori di zinco sono diventati particolarmente competitivi nella produzione di zinco a partire dalle polveri EAF ed abbiamo deciso di seguire la strada più semplice del conferimento delle nostre polveri a quella filiera.

E’ mia opinione che il processo Ezinex integrato con un processo pirometallurgico, quale l’Indutec, potrà in futuro prendere di nuovo il cammino: essi sono nati con la filosofia “zero waste” cioè si occupano di tutti i materiali valorizzandoli senza quindi abbandonarne una parte in discarica.

Se diamo uno sguardo definitivo alla distanza di 15 anni da quando è stato avviato il progetto “zero waste” possiamo dire che tutti i materiali secondari che, secondo la logica del “sistema aperto”, sarebbero stati destinati all’abbandono o ad un utilizzo povero ora sono stati rivisti, rivalutati ed hanno trovato utile impiego in sostituzione di altri materiali che altrimenti sarebbero stati estratti dalle miniere o dalle cave. Basalti, porfidi, calcare, minerali di ferro, minerali di zinco e piombo.

Considerare i materiali secondari come prodotti significa preoccuparsi anche dell’economia. Tutti i nuovi prodotti sono considerati anche sotto l’aspetto economico: il loro contributo al processo globale è positivo. Una buona parte del contributo positivo deriva dalla valorizzazione delle caratteristiche che questi materiali hanno potuto manifestare e che li hanno resi appetibili ai potenziali clienti.

E’ necessario tener conto che l’alternativa, oltre a non essere più sostenibile a lungo per motivi ambientali non è più nemmeno economicamente interessante: essa rappresenta solo un costo che è destinato a crescere nel tempo.
Inoltre non dobbiamo dimenticare che il processo all’EAF nasce per recuperare la materia e l’energia che il rottame ferroso contiene rispetto al materiale proveniente dall’altoforno, e quindi già si configura nell’ottica che in Ferriere Nord 15 anni fa abbiamo chiamato, forse un po’ esageratamente, “zero waste”.

RIFERIMENTI WEB E ARTICOLI

- Processo Ezinex and Indutec: www.engitec.com

- S. Porisiensi – “Recycling of ladle slag and spent refractories by injection into an EAF” – Iron & Steel Technology June 2004 pp.63-66

- F. Memoli, C Mapelli M Guzzoni - “Recycling of ladle slag in EAF: a way to improve environmental conditions and reduce variable costs in steel plants” – Iron & Steel Technology February 2007 pp.68-76

- Del Fabbro M., Stefanutti M., Ceschia C., “Impiego di derivati delle scorie di forno ad arco elettrico come materiale eco-compatibile nella sovrastruttura stradale”, www.buildup.it (tecnologie stradali)

- S. Porisiensi, M Maschietto, P Grandesso “Scorie di acciaieria: un nuovo aggregato ad elevate caratteristiche per conglomerati bituminosi speciali”, www.buildup.it (tecnologie stradali)