Processi metallurgici: riduzione dell’ impatto ambientale

Uno dei punti critici nelle emissioni di inquinanti gassosi in metallurgia è rappresentato dai processi pirometallugici ad alta temperatura in cui gli ossidi metallici vengono ridotti a metallo mediante l’uso di carbone, facilmente disponibile ed economico, per esempio:

2Fe2O3 + 3C (4Fe + 3CO2 (reazione complessiva)

e di «arrostimento», in cui i solfuri metallici vengono convertiti a ossidi per poi essere quindi ridotti con carbone o altro:

2PbS + 3O2 (2PbO + 2SO2       e          2PbO + C (2Pb + CO2

Entrambe le reazioni sono fonte di notevoli quantitativi di gas inquinanti, e precisamente CO2 e CO la prima ed SO2 la seconda, per non citare altri inquinanti secondari che si formano per combustione di eventuali impurezze presenti nella miscela di reazione. L’uso di reagenti biologici rappresenta una valida alternativa per diminuire il quantitativo di gas inquinanti prodotti. La reazione di ossidazione dei solfuri, per esempio sulla pirite, FeS2, può essere eseguita a temperature prossime ai 40 °C utilizzando batteri delle famiglie Acidithiobacillus ferroxidans, Leptospirillium ferroxidans, e Leptospirillium ferriphilum mediante la reazione complessiva:

FeS2 + 15O2 + 2H2O + 4H+ (4Fe3+ + 8HSO4

ed avviene in fase acquosa senza il rilascio di SO2 e altri sottoprodotti gassosi inquinanti generati dall’alta temperatura ((700 °C) del processo pirometallurgico. Più difficile risulta, al momento attuale, la completa sostituzione del carbone nei processi di riduzione, specialmente in siderurgia. È stato però proposto che l’uso di carbone proveniente da fonti rinnovabili quali scarti della lavorazione di legno, cereali, e altri prodotti agricoli al posto del carbon fossile possa ridurre e/o stabilizzare il quantitativo di gas serra emesso data la proprietà delle biomasse vegetali di fissare CO2 nel corso della loro crescita con il risultato di un bilancio unitario tra la CO2 rilasciata e quella assorbita.

di C. Mangano, M. Oddone e A. Poggi- Dip. di Chimica – Università degli studi di Pavia

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