ALTA FORMAZIONE E RICERCA IN TEMA DI UTILIZZO DEGLI

SCARTI DELL’INDUSTRIA LAPIDEA

PARTNERS DEL PROGETTO

• UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II –DIPARTIMENTO “SCIENZE DELLA TERRA” - ITALIA

• ISTITUTO INTERNAZIONALE DEL MARMO – IS.I.M. -ITALIA

• ASSOCIAZIONE ITALIANA MARMOMACCHINE –ASSOMARMOMACCHINE - AIMM - ITALIA

• UNIVERSITA’ FEDERALE DI RIO GRANDE DO SUL –ISTITUTO DI TECNOLOGIA - PORTO ALEGRE -BRASILE

• GRUPPO GRANASA – ES - BRASILE• UNIVERSITA’ STATALE DI FEIRA DE SANTANA –

BAHIA - BRASILE• SENAI DI ESPIRITO SANTO – ES – BRASILE• SECONDA UNIVERSITA’ DI NAPOLI – ITALIA• UNIVERSITA’ DI BENEVENTO - ITALIA

22

ThickThick layerlayer on the top of underground on the top of underground quarryquarry –– (CROATIA):(CROATIA):stone structural beamstone structural beam

LIMESTONE QUARRIESLIMESTONE QUARRIESEE

33

Cost for waste removing…..

GRANASASCARTO

5.000 m3/mese

PRODUZIONE MONDIALEDI ROCCE ORNAMENTALI

DATI ANNO 2004

Europa30 mill tons

39.4%

Americhe8 mill tons

10.3%

Asia35 mill tons

46%

Africa + O.3 mill tons

4.3%

TOT: 76 MILIONI DI TONNELLATE

Calcolo della percentuale degli scarti dell’industria lapidea

• In cava: 25-50% (blocchi informi) • In impianto: 20-30% (fanghi/polvere)• Rifinitura: 4-6% (rifiuto solido)

PROBLEM SOLVING: ECO-GEO-MATICA

66

100%

50%

50%

20-30% 3%

27-17%

QUARRYING PROCESSING INSTALLATION

30-20%

Rifiuto solido:

waterwater

REVERSIBILITY

Distretto Custonaci – S.Vito lo Capo (TP)Attività estrattiva 3.000.000 t/a

Prodotto finito 600.000 – 750.000 t/a 20 – 25%Scarti 2.400.000 – 2.250.000 t/a 80 – 75%

Cava presso Custonaci - S. Vito lo capo (TP)

Taglio primario,ribaltamento,ritaglio dei blocchi

Cocciame lapideo: materiale reimpiegabile nel comparto delle costruzioni come inerti,

aggregati nel calcestruzzo o, sulla base della sua composizione mineralogica, può essere utilizzato come materia prima per altriprocessi industriali. Sfridi di rocce calcaree con idoneo contenuto di calcite possono essere utilizzati per la produzione di leganti; quelli dell’estrazione dei graniti per la produzione, attraverso processi di comminuzione e concentrazione, di sabbie quarzoso-feldspatiche da indirizzare all’industria ceramica.Questi materiali sulla base di quanto previsto dall’art. 186 del D. Lgs. del 3 aprile 2006 n.152 non costituiscono rifiuti se utilizzati per rinterri, rilevati stradali, etc..

Fango di segagione:Deriva dai processi di segagione e levigatura, con l’acqua utilizzata per il raffreddamento degli utensili ed il limo prodotto dalla roccia, si produce un fango dal quale con opportuni processi viene estratta la parte solida (marmettola).

1) Smaltimento in discarica come rifiuto speciale non pericoloso ai sensi degli articoli 27 e 28 del D. Lgs. 22/97 e s.m.i. e del D. Lgs 36/03.

2) Recupero ai sensi degli art. 31 e 33 del D.Lgs. 22/97 e s.m.i. e del D.M. 05/02/98 o ai sensi degli art. 27 e28 ( procedure semplificata e ordinaria)

Parametri Unità di misura Concentrazioni limite

Nitrati mg/l NO3 50Fluoruri mg/l F 1,5Solfati mg/l SO4 250Cloruri mg/l Cl 200Cianuri µg/l Cn 50

Bario mg/l Ba 1Rame mg/l Cu 0.05

Zinco mg/l Zn 3Berillio µg/l Be lo

Cobalto µg/l Co 250Nichel µg/l Ni 10Vanadio µg/l V 250Arsenico µg/l As 50Cadmio µg/l Cd 5Cromo totale µg/l Cr 50Piombo µg/l Pb 50Selenio µg/1 Se 10Mercurio µg/l Hg 1Amianto mg/l 30COD mg/l 30pH 5.5 < > 12,0

Il conferimento in discarica = costo

dipende

1)costi di acquisto e gestione della filtropressa 2)dal trasporto

Si valuta che per ogni Kg di fango vengano spesi dai 2 ai 5 centesimi di euroquesti numeri possono variare in funzione di vari fattori quali ad esempio modernità dell’impianto, distanza dal luogo di conferimento, mercato regionale, etc.

Conferimento a discarica: operazione che risulta onerosa sia dal punto di vista logistico che economico

alternativa ⇒ reimpiego dei fanghi classificati con codice CER 010413.

Recupero:destinando il rifiuto, sulla base delle sue caratteristiche mineralogiche e chimiche ad usi diversi e compatibili.

In questa direzione ci si sta muovendo un po’ in tutto il mondo industrializzato seguendo approcci diversi.

Decreto Ministeriale del 05/02/1998

Individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle procedure semplificate di recupero ai sensi degli articoli 31

e 33 del decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22.ALLEGATO 1 –

NORME TECNICHE GENERALI PER IL RECUPERO DI MATERIA DAI RIFIUTI NON PERICOLOSI

12. FANGHI12.3 Tipologia: fanghi e polveri da segagione e lavorazione pietre, marmi e ardesie [010202] [010403] [010406].12.3.1 Provenienza: lavorazione materiali lapidei di natura calcarea.12.3.2 Caratteristiche del rifiuto: fanghi contenenti oltre l'85% di carbonato di calcio sul secco.12.3.3 Attività di recupero: previa eventuale disidratazione, essiccamento, vagliatura, frantumazione, micronizzazione:a) produzione conglomerati cementizi [R5];b) cementifici [R5];e) industria cartaria [R5];d) produzione idropitture [R5];e) realizzazione di rilevati e sottofondi stradali (il recupero è subordinato all'esecuzione del test di cessione sul rifiuto tal quale secondo il metodo in allegato 3 al presente decreto) [R5];f) attività di recuperi ambientali (il recupero è subordinato all'esecuzione del test di cessione sul rifiuto tal quale secondo il metodo in allegato 3 al presente decreto) [R10];g) neutralizzazione di rifiuti acidi [R5];h) utilizzo come reagente per la desolforazione fumi di combustione [R7];i) utilizzo per copertura di discariche per RSU; la percentuale di rifiuto utilizzabile in miscela con la materia prima non dovrà essere superiore al 30% in peso (il recupero è subordinato all'esecuzione del test di cessione sul rifiuto tal quale secondo il metodo in allegato 3 al presente decreto) [R5].12.3.4 Caratteristiche delle materie prime e/o dei prodotti ottenuti:a) conglomerati cementizi nelle forme usualmente commercializzate;b) cemento nelle forme usualmente commercializzate;c) prodotti cartari nelle forme usualmente commercializzate;d) idropitture.

12. FANGHI12.4 Tipologia: fanghi e polveri da segagione, molatura e lavorazione granito [010202] [010403] [010406].12.4.1 Provenienza: lavoratone materiali lapidei di natura silicea.12.4.2 Caratteristiche del rifiuto: fanghi filtropressati palabili contenenti oltre il 50% di silicati.12.4.3 Attivitá di recupero: previa eventuale disidratazione, essiccazione, vagliatura, micronizzazione, compattazione, deferrizzazione:a) cementifici [R5];b) produzione di conglomerati cementizi [R5];c) industria dei laterizi in aggiunta all'impasto con impiego limitato al 5% sul secco [R5];d) industria della ceramica [R5];e) realizzazione di rilevati e sottofondi stradali (il recupero è subordinato all'esecuzione del test di cessione sul rifiuto tal quale secondo il metodo in allegato 3 al presente decreto) [R5];f) utilizzo per recuperi ambientali (il recupero è subordinato all'esecuzione del test di cessione sul rifiuto tal quale secondo il metodo in allegato 3 al presente decreto) [R10];g) utilizzo per copertura di discariche per RSU; la percentuale di rifiuto utilizzabile in miscela con la materia prima non dovrà essere superiore al 30% in peso (il recupero è subordinato all'esecuzione del test di cessione sul rifiuto tal quale secondo il metodo in allegato 3 al presente decreto) [R5];12.4.4 Caratteristiche delle materie prime e/o dei prodotti ottenuti:a) cemento nelle forme usualmente commercializzate;b) conglomerati cementizi nelle forme usualmente commercializzati;c) laterizi nelle forme usualmente commercializzate;d) prodotti ceramici nelle forme usualmente commercializzate.

Recupero degli scarti dell’industria lapidea

Cocciame Fanghi

ISIMMARMOMACCHINE

Aggregati Leggeri Pedotecnica

Università Federico II Dipartimento di Scienze della Terra

Università Federico II Dipartimento di Scienze della Terra;II Università di Napoli Dipartimento di Scienze Ambientali

Recupero ferrosi e diamante

UniversidadeFederal do Rio Grande do Sul

STOCCAGGIO DI BLOCCHI A BASE DI AGGLOMERATO ARTIFICIALE LAPIDEO

33

1818

STONE WASTE RECYCLINGSTONE WASTE RECYCLING

CICLO PRODUTTIVO PER BLOCCHI INFORMI e PICCOLI

1

2

3

4a

4b5

5

Trasbordatore Fine ciclo

Trasbordatore

Trasbordatore

Fine ciclo

Carroponte 15 t

carico blocchi informi sui carrelli speciali porta-informi mediante carroponte

semi-squadratura dei blocchi informi con telaio a filo diamantato ribaltatore dei blocchi semi-squadrati e

carico sui carelli porta blocchi semi-regolari

produzione filagne (di altezza inferiore a cm 40 e lunghezza in base alla lunghezza dei blocchi) mediante taglia-blocchi multi disco

scarico delle filagne grezze dai carrelli;

Water recycling plant

2020

Waste water decantation unitFiltro-pressa

?

ACQUE REFLUE

-usi in pedotecnica

- civili-edili-industiali

ALE Calcestruzzi alleggeriti

Produzione degli aggregati Produzione degli aggregati leggerileggeri

Gli aggregati vengono ottenuti in Gli aggregati vengono ottenuti in laboratorio laboratorio cuocendocuocendo ad alte temperature ad alte temperature granulati di dimensione 3granulati di dimensione 3--15 mm.15 mm.

I granulati di tutti i materiali vengono così I granulati di tutti i materiali vengono così prodotti:prodotti:

Preparazione di Preparazione di pelletspellets alla pressione di alla pressione di circa 400 kg/cmcirca 400 kg/cm22

I I pelletspellets ottenuti sono granulati e ottenuti sono granulati e setacciati per ottenere la frazione 3setacciati per ottenere la frazione 3--15 15 mmmmIl granulato così ottenuto viene cotto in Il granulato così ottenuto viene cotto in forno rotativo alla temperatura di circa forno rotativo alla temperatura di circa 1300° C1300° C

1. Aggregati leggeri espansi ottenuti da 1. Aggregati leggeri espansi ottenuti da materiali Italiani (Cab70materiali Italiani (Cab70--Fango)Fango)

2 mm

2 mm

2. Aggregati leggeri da materiali Brasiliani2. Aggregati leggeri da materiali BrasilianiÈ stato testato l’utilizzo di 6 campioni di scarti di lavorazionÈ stato testato l’utilizzo di 6 campioni di scarti di lavorazione e (BRZ1(BRZ1--6), uno dei quali (BRZ1) derivante da un processo di 6), uno dei quali (BRZ1) derivante da un processo di levigazione e i restanti 5 (BRZ2levigazione e i restanti 5 (BRZ2--6) da processi di segagione.6) da processi di segagione.

Densità (g/cm3) BRZ1 0.70 BRZ2 1.21 BRZ3 1.32 BRZ4 1.40 BRZ5 1.52 BRZ6 1.51

Il prodotto di levigazione (Il prodotto di levigazione (BRZ1BRZ1) è andato così a ricoprire la ) è andato così a ricoprire la figura di agente espandente per lo stesso motivo che ha figura di agente espandente per lo stesso motivo che ha giustificato l’utilizzo del fango di grès con i materiali italiagiustificato l’utilizzo del fango di grès con i materiali italiani, il ni, il fatto cioè di contenere piccole quantità di abrasivo.fatto cioè di contenere piccole quantità di abrasivo.

Miscela 70/30 campioni BRZ1Miscela 70/30 campioni BRZ1--33Aggregato prodotto dal solo Aggregato prodotto dal solo campione BRZ1 (levigazione)campione BRZ1 (levigazione)

Miscela 50/Miscela 50/5050 campioni BRZ1campioni BRZ1--44

Miscela 30/70 campioni BRZ1Miscela 30/70 campioni BRZ1--44 Miscela 30/70 campioni BRZ1Miscela 30/70 campioni BRZ1--55 Miscela 70/30 campioni BRZ1Miscela 70/30 campioni BRZ1--22

d=0.70 d=0.72

2. Aggregati leggeri da materiali Brasiliani2. Aggregati leggeri da materiali Brasiliani

d=0.69

d=0.78

d=0.76 d=0.96

Per attuare una prima discriminazione dei materiali in uso sono Per attuare una prima discriminazione dei materiali in uso sono state operate delle cotture “pilota” a 1300° sui materiali “tal state operate delle cotture “pilota” a 1300° sui materiali “tal quale” quale” (100%) al fine di valutarne il comportamento in cottura e la (100%) al fine di valutarne il comportamento in cottura e la propensione all’espansione.propensione all’espansione.

3. Aggregati leggeri da altri materiali Italiani3. Aggregati leggeri da altri materiali Italiani

Densità (g/cm3) FED3 0.74 FED4 0.81 FED5 1.82 FED6 2.25 FED7 2.70 FED8 1.11 FED9 1.22

Densità (g/cm3) AM1 1.46 AM2 1.59 AM3 1.65 MM1 3.31 MM2 1.37

Solo i campioni FED3Solo i campioni FED3--4 hanno dato alla cottura una densità 4 hanno dato alla cottura una densità inferiore all’unità.inferiore all’unità.

Densità (g/cm3) AM1 1.46 AM2 1.59 AM3 1.65 MM1 3.31 MM2 1.37

Caratterizzazione tecnica dei singoli grani di aggregati leggeriCaratterizzazione tecnica dei singoli grani di aggregati leggeriespansi a confronto con prodotti “commerciali”espansi a confronto con prodotti “commerciali”

ARG-EXP FED3 BRZ1FED8-FG(70/30)

CAB70CAB70-FG

(70/30)FG

media carico singolo granulo (kN)

0.04 0.104 0.952 0.920 0.290 0.420 0.690

media densità (g/cm3) 0.6-0.8 1.00 0.95 0.91 1.41 0.81 0.58

4. Utilizzo degli aggregati leggeri nei calcestruzzi4. Utilizzo degli aggregati leggeri nei calcestruzzi

Sono state realizzate una serie di prove di utilizzo nei Sono state realizzate una serie di prove di utilizzo nei calcestruzzi degli aggregati leggeri espansi prodotti con la miscalcestruzzi degli aggregati leggeri espansi prodotti con la miscela cela Cab70Cab70--FG (70/30). FG (70/30). I provini di calcestruzzo sono stati realizzati, seguendo la noI provini di calcestruzzo sono stati realizzati, seguendo la norma rma UNI 7549UNI 7549--12, miscelando cioè:12, miscelando cioè:

Componenti Cemento, kg/m3 350 Sabbia, kg/m3 833 Acqua, l/m3 160

Additivo fluidificante, Sky 528 Mac, l/m3 4.55

Aggregato leggero, kg/m3 313 Aria inglobata, l/m3 30

Massa volumica teorica 1660 A/C 0.46

Proprietà dei calcestruzzi Proprietà dei calcestruzzi contenenti aggregati leggeri contenenti aggregati leggeri

espansiespansi

In media i provini di calcestruzzo hanno fatto In media i provini di calcestruzzo hanno fatto rilevare una resistenza a compressione di rilevare una resistenza a compressione di 32.74 32.74 MPaMPa ed una densità a secco (dopo 28 ed una densità a secco (dopo 28 gggg) ) di circa di circa 1773 kg/m1773 kg/m33..

Grazie a questi dati i calcestruzzi in questione Grazie a questi dati i calcestruzzi in questione possono essere considerati possono essere considerati calcestruzzi calcestruzzi leggeri strutturalileggeri strutturali ovvero calcestruzzi con ovvero calcestruzzi con densità compresa tra 1400densità compresa tra 1400--2000 kg/m2000 kg/m33 e e resistenza superiore a 20 resistenza superiore a 20 MPaMPa ((Suppl.Suppl. OrdOrd. . G.U.R.IG.U.R.I., 1996 a., 1996 a--b)b)

Aggregato leggero presente nel calcestruzzo, Aggregato leggero presente nel calcestruzzo, dopo la prova di compressionedopo la prova di compressione

4. Utilizzo degli aggregati leggeri nei calcestruzzi4. Utilizzo degli aggregati leggeri nei calcestruzzi

RISULTATI RAGGIUNTIRISULTATI RAGGIUNTI(1) Separazione della (1) Separazione della limaialimaia di ferro dai fanghi di di ferro dai fanghi di segagionesegagionedel granito brasiliano.del granito brasiliano.

(2) Separazione di una concentrato contenente polveri del (2) Separazione di una concentrato contenente polveri del diamante sintetico dalle polveri residue di diamante sintetico dalle polveri residue di segagionesegagione di di graniti e marmi brasiliani.graniti e marmi brasiliani.

(3) Separazione di una concentrato contenente polveri di (3) Separazione di una concentrato contenente polveri di feldspati, quarzo e altri minerali con feldspati, quarzo e altri minerali con densita´inferioredensita´inferiore a 2.8 a 2.8 t/mt/m33dalle polveri residue di dalle polveri residue di segagionesegagione di graniti e marmi di graniti e marmi brasilianibrasiliani

Serbatoio - espurgo

Ciclone - 0,3 mm

(+) 0,3mm (-) 0,3 mm

Serbatoio

Granilha Minerali

Ritorna al telaio

MineraliGranilhanon attiva

Ciclone - 2 stage - Centrifuga- Falcon

applicazione

AnalisiAnalisi economicaeconomica dei dei vantaggivantaggi• Quantità ricavata ogni giorno:

5.000 litri al giorno di spurgo / 1 telaiopari a 220 kg di granaglia di ferro recuperabile

• Valore di mercato della limaia in BrasileR$ 2,2 / Kg graniglia = US$ 1

• Densità del fango misurata – Granasa1,84 g/cm3 = 1840 g/litro

• 4% de granilha attiva ⇒ 220.000 gr/giorno ⇒US$ 220/giorno x 0,85 = US$ 187/giorno•Guida per la analisiMine and Mill Equipment Costs, an Estimators’s Guide. Western Mine Engineering, inc

Indirizzi applicativi

1) Concimi potassici materiali di segagione e lavorazione di rocce

2) Substrati per le pedotecniche di ricomposizione ambientale

in associazione con materiali organici idonei

3) Correttivi di suoli a reazione acidapolveri e fanghi di lavorazione di marmi

1. Concimi potassicimateriali di segagione e lavorazione di rocce

Schema sperimentale

Modelli in scala in ambiente confinato

Suolo campionato nel Basso Volturno (CE)Typic xeropsamment (suolo a tessitura sabbiosa)

caratterizzato da modesto contenuto di elementi nutritivi

1. Concimi potassicimateriali di segagione e lavorazione di rocce

Stato delle conoscenze

Studi condotti sul materiale di segagione del Tufo Giallo Napoletanohanno accertato la presenza di consistenti dotazioni

del pool labile di potassio (1.5 g 100g-1) e abbondanti pool di riserva (2.5 g 100g-1)

Prove di crescita di Dactilys su suolo addizionato con materiali di segagione e lavorazione di rocce

Granito silano

Produzione complessiva di fitomassa (mg s.s.)

0

250

500

750

1000

Controllo

Trattamenti

mg s.s.

Granito silano

Pietra verde

Pietra di Serizzo

Tufo Giallo Napoletano

1. Conclusioni

Tutti i materiali lapidei utilizzati appaiono idonei come succedanei di fertilizzanti potassici.

In particolare la Pietra di Serizzo offre risultati analoghi al Tufo Giallo Napoletano, presumibilmente in relazione alla consistenza del pool labile di K (0.5 g 100g-1)

2. Substrati per le pedotecniche di ricomposizione ambientale

in associazione con materiali organici idonei

Piano sperimentale

Modelli in scala in ambiente confinato

costruzione di proto-orizzonti artificiali come substrato per la vegetazione

Produzione complessiva di fitomassa

0

50

100

150

200

250

Granito silano

Pietra Verde

Pietra di Serizzo

Tufo Giallo Napoletano

mg s.s./vaso

+HS+RB

trattamenti

ammendante compostato misto a base prevalente di residui ligno-cellulosici e deiezioni zootecniche o da un residuo delle attività di lavorazione della barbabietola da zucchero (borlande).

2. Conclusioni

In ogni caso la miscelazione materiali lapidei/miscele organiche permette l’insediamento di un feltro erboso.

I migliori risultati, in termini di rigoglio vegetativo sono attribuiti al Tufo Giallo Napoletano ed a Pietra di Serizzo

3. Correttivi di suoli a reazione acida polveri e fanghi di lavorazione di marmi

Piano sperimentale

Modelli in scala in ambiente confinatosu suoli a reazione acida (pH<5.5) provenienti dall’Italia meridionale

Addizione con polveri e fanghi di lavorazione di marmo Botticino

a confronto con correttivi commerciali(calce agricola)

Correttivi di suoli a reazione acida (polveri e fanghi di Correttivi di suoli a reazione acida (polveri e fanghi di lavorazione di marmi e calcari)lavorazione di marmi e calcari)

Variazione del grado di reazione (% sul valore atteso)

80

85

90

95

100

suolo con pH 5,3 suolo con pH 6,0 suolo con pH 5.1

+ CaCO3

+ Marmolux 50%+ Marmolux 100%+ Marmolux 150%

Valore atteso= pH 6.4 Valore atteso= pH 6.8 Valore atteso= pH 6.0

3. Conclusioni

L’applicazione degli scarti di lavorazione di Marmo Botticino permette di ottenere valori di correzione paragonabili a quelli derivanti dall’applicazione di materiali calcarei comunemente adoperati in agricoltura

La capacità di operare correzione del grado di reazione è tuttavia influenzata dall’attività del complesso di scambio

Ing. Marone, Arch. Ferrari, Prof. Sampaio, Prof. Langella, Prof. Calcaterra, Prof. Pinto, Ing. Padovani

FEIRA de SANTANA 4 LUGLIO 2005 UNIVERSITA’ STATALE DI FEIRA de SANTANA

BAHIA

4646

RIUNIONE DELLA DELEGAZIONE ITALIANA PRESSO LA SEDE DELLA COMPAGNIA BAIANA DI RICERCA MINERARIA

SALVADOR - 5 LUGLIO 2005 - CBPM –COMPANIA BAIANA DE PESQUISA MINERAL -BAHIA

4747

PARTECIPAZIONE DELLA DELEGAZIONE ITALIANA AL SEMINARIO SULLE ROCCE ORNAMENTALI DEL BRASILE

SALVADOR – 5/6 LUGLIO 2005 - CONVEGNO

4848

DELEGAZIONE ITALIANA PRESSO IL CENTRO TECNOLOGICO DI PORTO ALEGRE - UFRGS

PORTO ALEGRE –7/8/9 LUGLIO 2005 - CENTRO TECNOLOGICO UFRGS4949

CONVEGNO A CACHUEIRO – ES – NOVEMBRE 2006

5050

IL PROGETTOICE-CRUI

CONVEGNO FINALE CONVEGNO FINALE NAPOLI, 18 DICEMBRE 2006NAPOLI, 18 DICEMBRE 2006

CONVEGNO FINALE CONVEGNO FINALE NAPOLI, 18 DICEMBRE 2006NAPOLI, 18 DICEMBRE 2006