I rottami metallici sono una parte fondamentale delle materie prime delle acciaierie

di Marco Arezio

Probabilmente abbiamo capito che l’importanza del riciclo non si debba sentire solo nelle parole e nei proclami politici o commerciali, ma nei fatti di tutti i giorni, cercando di scegliere i prodotti che perseguono, veramente, la filosofia dell’economia circolare, intercettando il greenwashing, quell’ingannevole forma si informazione che ti fa credere che un prodotto sia circolare ma che in realtà non lo è, o lo è solo parzialmente.

Non parliamo solo della plastica, che oggi è sulla bocca di tutti, ma anche dei metalli che, insieme al vetro e alla carta, formano la famiglia dei rifiuti di maggiore quantità, di cui ci dobbiamo occuparci ogni giorno.

Come avviene la separazione dei metalli?

I vari metalli ferrosi e non ferrosi che vengono raccolti sono inviati ai centri di selezione e riciclo, che provvedono, come prima operazione, a separarli per tipologie e dimensioni.

La prima macro separazione avviene, infatti, eseguita dividendo quelli appartenenti alla famiglia dei metalli ferrosi e quella dei non ferrosi.

Per capire meglio queste due famiglie possiamo dire che:

I metalli ferrosi sono metalli e leghe metalliche che contengono il ferro, tra cui, le più conosciute sono l’acciaio e la ghisa.

La ghisa si ottiene dall’altoforno e può essere successivamente affinata per ottenere acciaio oppure utilizzata in fonderia.

La ghisa è molto dura e fragile, ha una resilienza molto bassa, un allungamento % a rottura praticamente nullo, quindi non può essere lavorata plasticamente, né a caldo né a freddo, ma può essere lavorata solo per fusione.

L’acciaio viene ricavato dall’affinazione della ghisa, un’operazione che consiste nel diminuire il tenore di carbonio per ridurre gli elementi dannosi, come zolfo, fosforo, ossigeno, ecc., che possono derivare dai materiali di carica del forno o dai prodotti delle fasi precedenti di lavorazione.

Infatti all’aumentare della quantità di carbonio aumentano:

- resistenza meccanica,

- durezza,

- temprabilità,

- colabilità/fusibilità,

- resistenza all’usura

Diminuisce invece:

- allungamento A%

- resistenza meccanica

- lavorabilità e plasticità a freddo

- saldabilità

Inoltre gli acciai si dividono in duri, semiduri e dolci, infatti, gli acciai dolci presentano una resistenza a trazione molto più bassa di quella degli acciai duri, però sono più malleabili, più duttili e più resistenti agli urti.

Sono facilmente saldabili e lavorabili dalle macchine utensili, ma sono meno resistenti all’usura e alla corrosione rispetto agli acciai duri.

Durante la preparazione, in fase di fusione, è possibile aggiungere dei leganti ferrosi o non ferrosi per aumentarne le prestazioni, chiamando quindi questi acciai legati o non legati.

Vediamo quale influenza hanno i leganti nella preparazione dell'acciaio:

Cromo (Cr)

Si trova spesso negli acciai, migliorando la durezza, la resistenza meccanica e la resistenza all’usura. In quantità maggiori del 12% rende l’acciaio inossidabile.

Nichel (Ni)

Si trova spesso insieme al cromo, migliorando tutte le proprietà meccaniche dell’acciaio, come la resistenza alla corrosione, mentre diminuisce la dilatazione termica e la saldabilità. Il nichel si trova anche negli acciai inox in quantità che dipende dal tenore di cromo.

Molibdeno (Mo)

Migliora la temprabilità e attenua il fenomeno della “fragilità di rinvenimento”. Insieme al cromo e al nichel realizza gli acciai con le migliori proprietà meccaniche (Rm fino a 1200 N/mm2).

Silicio (Si)

È contenuto naturalmente nell’acciaio in piccole quantità (circa 0,3%), se invece è aggiunto intenzionalmente fino al 2% circa, aumenta la resistenza meccanica, all’ossidazione e soprattutto aumenta notevolmente l’elasticità. Infatti gli acciai al silicio vengono usati per realizzare molle.

Manganese (Mn)

Aumenta la durezza, la resistenza meccanica e la resistenza a usura, Inoltre migliora notevolmente la temprabilità ma causa il fenomeno della “fragilità di rinvenimento”.

Tungsteno (W) – Cobalto (Co) – Vanadio (V) – Titanio (Ti)

Sono tutti elementi molto duri che, aggiunti nell’acciaio, gli conferiscono elevatissima durezza che si mantiene anche alle alte temperature. Queste caratteristiche meccaniche si trovano negli acciai per utensili.

Piombo (Pb) – Zolfo (S)

Sono elementi nocivi per l’acciaio perché gli conferiscono elevata fragilità. Si possono, però, trovare in piccole quantità perché la fragilità indotta dalla loro presenza facilita il distacco del truciolo e favorisce la lavorabilità alle macchine utensili. Tali acciai sono detti automatici.

Zolfo (S) – Fosforo (P) – Idrogeno (H) – Azoto (N) – Ossigeno (O)

Sono tutti elementi nocivi perché si legano chimicamente con il ferro o con il carbonio formando composti che rendono molto fragile l’acciaio. La loro presenza, quindi, deve essere ridotta al minimo.

Per quanto riguarda i materiali non ferrosi si possono definire tali tutte quelle leghe che al loro interno non contengano ferro, o ne contengono una frazione trascurabile.

Possiamo elencare tra i metalli non ferrosi il magnesio, il rame, lo zinco, il bronzo, piombo, il nichel, l’ottone e l’alluminio.

I metalli non ferrosi uniti ad altri metalli possono generare una grande quantità di leghe, con lo scopo di apportare migliorie alle prestazioni meccaniche, alla lavorabilità, alla resistenza alla corrosione e alle alte temperature del metallo di base.

Inoltre, vengono divisi anche in categorie di densità:

Pesanti con un peso superiore a 5000 Kg. per Mc

Leggeri con un peso tra i 2000 e i 5000 Kg. per Mc

L'impiego dei metalli non ferrosi può essere fatto allo stato puro, o in leghe con altri elementi. Le loro maggiori peculiarità sono caratterizzate dalla leggerezza, dall’inossidabilità, dall’alta conduzione elettrica e termica, dalla durezza, da un alto punto di fusione e dalla malleabilità.

Come vengono riciclati i metalli?

Abbiamo visto che la prima operazione è quella di individuare le famiglie di appartenenza e di separarle tra loro per avviare i metalli al riciclo.

Questo comincia con la riduzione volumetrica dei rottami, attraverso impianti meccanici che hanno lo scopo, non solo di ridurne la dimensione, ma anche di separare eventuali elementi inquinanti presenti nel rottame stesso.

Questi impianti di primo trattamento hanno incorporati nella linea sistemi gravitazionali, a corrente parassita, vagli e separatori magnetici, che hanno lo scopo di nobilitare il rottame metallico trattato.

Questo, una volta selezionato, viene inviato alle acciaierie per il loro utilizzo insieme ad altri materiali, che permette la creazione di nuovi elementi costituiti da rottame di riciclo.

Il riciclo delle scorie delle acciaierie

Nell’ambito dell’economia circolare il riutilizzo delle scorie degli altoforni è diventato un tema molto sensibile, non solo dal punto di vista economico, a causa dei costi sempre più alti dello smaltimento in discarica, ma anche per una questione di carattere ambientale.

Infatti, lo smaltimento in discarica di queste scorie che contengono metalli pesanti, è un fattore di forte preoccupazione ambientale, per cui, attraverso il loro riciclo, è possibile estrarre i metalli preziosi dalle ceneri di scarto.

Una volta riciclate, risultano un materiale inerte che viene utilizzato nei forni delle cementerie, oppure per la realizzazione di materiali ceramici, fibre vetrose, inerte di riempimento o nelle pavimentazioni stradali.

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