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Promeco advanced waste technology

Materie prime seconde

Le cosiddette materie prime seconde sono costituite da scarti di lavorazione delle materie prime oppure da materiali derivati dal recupero e dal riciclaggio dei rifiuti.

Le materie prime secondarie (MPS) derivate dai residui dei processi produttivi sono in genere recuperate direttamente negli stabilimenti: è il caso ad esempio degli scarti di lavorazione di un'industria siderurgica, oppure si ottengono attraverso il recupero e/o il riciclaggio dei rifiuti, come la sabbia sintetica.

Alcuni materiali sono recuperati come materie prime seconde da molto tempo (come ad esempio i materiali ferrosi, che da sempre vengono recuperati e rifusi) mentre per altri materiali il recupero come materie prime seconde è più recente: è il caso del vetro, della carta e delle plastiche per i quali la raccolta differenziata permette di trasformare i rifiuti da problema a risorsa. L'uso sempre più diffuso di materie prime seconde è importante, perché riduce la necessità di estrarre materia prima dalla Terra, permettendo un considerevole risparmio energetico.

Negli ultimi anni anche il quadro normativo ha dovuto adeguarsi a questa tendenza: lo testimonia la norma UNI 10667 che classifica le materie plastiche prime-secondarie ottenute da recupero e riciclo di rifiuti di plastica, riferendosi ai sottoprodotti di materie plastiche nonché ai materiali, alle sostanze e agli oggetti di plastica generati da cicli produttivi o di pre-consumo che hanno le caratteristiche delle materie plastiche prime-secondarie sin dall'origine (indicate nel testo come "materie plastiche prime secondarie all'origine") che l'industria utilizza per la produzione di miscele di materiali e/o di manufatti, nelle forme usualmente commercializzate, o per altri fini (come la sabbia sintetica, i manufatti plastici come i profili tipo decker o profili destinati all’arredo urbano o pallets di plastica o altri in genere non a contatto con alimenti, gli agenti riducenti per le acciaierie e i combustibili alternativi liquidi e/o gassosi).

Per ciò che concerne le caratteristiche del materiale in ingresso, si parla di SELE-PLASMIX FINE, definito come il flusso di sottovaglio proveniente dalla procedura di vagliatura del CIT (rifiuti di imballaggio in plastica conferiti al servizio pubblico di raccolta differenziata):

Impurità Solide CPL selezionabili (contenitori di plastica per liquidi) 5 % max
CAS (cassette di plastica) 5 % max
FILM > formato A3 (42 x 58 cm) 7 % max

Nelle diverse parti della normativa UNI 10667 vengono specificate le caratteristiche chimico-fisiche che il materiale in ingresso deve possedere in base all’applicazione a cui esso può essere destinato ed i trattamenti e le analisi da eseguire per assicurarne la conformità.
Approfondiamo di seguito quattro delle principali applicazioni delle miscele plastiche eterogenee per le quali Promeco realizza su propria tecnologia impianti per la valorizzazione, con produzione di energia o di nuovi prodotti finiti, facendo riferimento alla parte di normativa specifica:

  • 10667-14: Miscele di materiali polimerici di riciclo e di altri materiali a base cellulosica di riciclo da utilizzarsi come aggregati nelle malte cementizie, più comunemente conosciuti come Sabbia Sintetica:

R-PMIX-CEM per Sabbia Sintetica:

Contenuto di plastica e gomma (possono essere presenti tutti i tipi di rifiuti plastici, compresi gli imballaggi, caricati e/o rinforzati) ≥ 80% in peso sul secco
Contenuto di altri materiali (carta, cartoni, legno, cartoni in poli-accoppiato, vetro, metalli, sassi, etc.) di cui: ≤ 20% in peso totale sul secco
    1) vetro, sassi, etc. di dimensione ≥ 1 mm     ≤ 4% in peso sul secco
    2) metalli ferrosi e non ferrosi di dimensione ≥ 1 mm     ≤ 3% in peso sul secco
Massa Volumica Apparente ≥ 200 kg/m³
Granulometria Dimensione massima ≤ 20 mm
Forma Fisica Scaglia, pellet, granulo
Umidità residua ≤ 10% in peso

Descrizione del processo

sostituto sabbia

Il materiale da trattare è ricevuto in balle o sfuso. Un sistema di caricamento permette di alimentare attraverso un nastro trasportatore un vaglio stellare. La funzione principale del vaglio è quella di eliminare inerti di piccole dimensioni e di predisporre il materiale per la successiva fase di selezione automatica o manuale. La selezione permette di recuperare frazioni riciclabili valorizzabili e di intercettare corpi estranei di rilevanti dimensioni, se ancora presenti.
Successivamente il materiale è avviato a un trituratore PROMECO serie KR, per ottenere un prodotto di pezzatura omogenea e facilitare la successiva fase di densificazione.
Se necessario sui nastri che portano il materiale triturato al PES sono posizionati un separatore magnetico per l’eliminazione dei metalli ferrosi e un separatore a correnti indotte per quelli non ferrosi.
Il Promeco Extruder System comprende una tramoggia di carico, che alimenta il materiale alla macchina, ed una tavola vibrante, che ottimizza il dosaggio del flusso nella camera di estrusione dell’Extruder, ove avviene il processo di effettiva aggregazione/omogeneizzazione.
Qui il materiale è sottoposto ad elevate forze di frizione e pressione, generate dalle coclee controrotanti, per ottenere una matrice fusa che viene convogliata, attraverso un nastro immerso in una vasca di lavaggio e raffreddamento, in un trituratore PROMECO serie KR. Quest’ultima operazione di riduzione di dimensioni consente di ottenere un materiale della pezzatura desiderata.
Nel corso del processo si hanno la produzione di calore e vapore; quest’ultimo, insieme a possibili polveri, è raccolto dal sistema di aspirazione delle arie esauste al fine di essere inviato ad un’eventuale fase di depurazione.

Vantaggi del Processo Promeco

  • Ridotto numero di macchine impiegate;
  • Ridotti costi di manutenzione;
  • Ridotte superfici occupate;
  • Minori investimenti;
  • Minore potenza elettrica installata;
  • Manutenzioni semplificate;
  • Maggiore produttività;
  • Maggiore continuità della produzione;
  • Versatilità dell’impianto.

materie prime seconde

Esempio di granulato conforme alla 10667-14: Sabbia Sintetica

Il prodotto granulato in uscita dall’impianto, può essere commercializzato in due diverse filiere: nell’industria edile, come sabbia sintetica per la realizzazione di massetti alleggeriti con funzione di isolante termico-acustico o nel settore dello stampaggio delle plastiche, quale materia prima secondaria per la realizzazione di prodotti plastici finiti, in conformità alla norma UNI 10667-16.

  • 10667-16: Miscele di materie plastiche eterogenee a base di poliolefine provenienti da residui industriali e/o da materiali da post-consumo destinate a processi di estrusione e/o per stampaggio ad iniezione, più comunemente definiti come Manufatti Plastici:

In base alla forma fisica del materiale in entrata si distinguono due differenti tabelle specifiche:

1) R-POMIX per densificati, pellet, granuli per processi di estrusione e/o per stampaggio ad iniezione:

Contenuto di poliolefine tal quali e/o rinforzate con cariche minerali ≥ 85% in peso sul secco
Contenuto di altre plastiche, poli-accoppiati anche con fogli Al con spessore ≤ 50 μm e altri materiali inerti di cui: ≤ 15% in peso totale sul secco
     1) materiali cellulosici (carta, cartoni, legno)     ≤ 5% in peso sul secco
     2) contenuto di metalli (escluso Al)     ≤ 1% in peso sul secco
     3) contenuto di Al (spessore superiore a 50 μm)     ≤ 1% in peso sul secco
Massa Volumica sul secco ≥ 100 kg/m³
Granulometria Dimensione massima ≤20 mm
Umidità relativa ≤ 10% in peso

2) R-POMIX per macinati o triturati per processi di estrusione e/o per stampaggio ad iniezione:

Contenuto di poliolefine tal quali e/o rinforzate con cariche minerali ≥ 85% in peso sul secco
Contenuto di altre plastiche, poliaccoppiati anche con fogli Al con spessore ≤ 50 μm e altri materiali inerti di cui:
≤ 15% in peso totale sul secco
     1) materiali cellulosici (carta, cartoni, legno)      ≤ 5% in peso sul secco
     2) contenuto di metalli (escluso Al)      ≤ 1% in peso sul secco
     3) contenuto di Al (spessore superiore a 50 μm)      ≤ 1% in peso sul secco
Massa Volumica sul secco ≥ 100 kg/m³
Granulometria Dimensione massima ≤20 mm
Forma fisica Scaglia, foglia/film macinati, coriandolo rigido macinato, micronizzato, densificato, pellet, granulo
Umidità relativa ≤ 10% in peso

Il sistema che porta alla produzione del granulato/triturato è il medesimo descritto nel paragrafo precedente per l’ottenimento della sabbia sintetica. Alcuni esempi di applicazione del prodotto ottenuto mediante il processo Promeco:

materie prime seconde  materie prime seconde

Esempi di prodotti finiti ottenibili dalla valorizzazione delle miscele plastiche eterogenee, in conformità alla norma UNI 10667-16.

  • 10667-17: Miscele di materie plastiche eterogenee a base di poliolefine provenienti da residui industriali e/o da materiali da post-consumo destinate a processi di riduzione in altoforno:

R-POMIX per l’impiego come agente riducente in acciaierie:

Contenuto di poliolefine tal quali e/o con cariche minerali ≥ 85% in peso sul secco
Potere Calorifico Inferiore (PCI) 33.5 MJ/kg
Cloro (Cl) ≤ 1.5 %
Cadmio (Cd)
Piombo (Pb)
Mercurio (Hg)
≤ 8 mg/Kg
≤ 100 mg/Kg
≤ 0.6 mg/Kg
Granulometria ≥80% in peso deve avere dimensioni ≤ 20 mm
Forma fisica Scaglia, foglia/film macinati, coriandolo rigido macinato, densificato, pellet, granulo.
Umidità ≤ 10% in peso

Nel processo d'altoforno, i minerali di ferro e gli agenti riducenti vengono trasformati in ghisa, loppa e gas. La ghisa fusa, ad una temperatura di colaggio di circa 1500°C viene trasportata successivamente in acciaieria, tramite appositi carri su rotaie, dove avviene la trasformazione in acciaio, la loppa che rappresenta un prodotto di scarto dell'altoforno è venduta prevalentemente ai cementifici ed il gas AFO viene immesso nella rete di stabilimento per un auto consumo e la restante parte recuperata tramite centrali termoelettriche.
Il sistema Promeco consente l’ottenimento di un prodotto granulato destinabile alla riduzione in altoforno, proveniente dalla lavorazione dalle miscele plastiche eterogenee con l’ausilio di un impianto strutturato come quello descritto per la Sabbia Sintetica e per i granulati plastici destinati ai processi di stampaggio.

materie prime seconde

Esempio di granulato utilizzabile come agente riducente in altoforno, in conformità alla normativa UNI 10667-17.

  • 10667-18: Miscele di materie plastiche eterogenee a base di poliolefine provenienti da residui industriali e/o da materiali da post-consumo destinate a conversione in combustibili liquidi e/o gassosi:

R-POMIX-CNC per l’ottenimento di combustibili non convenzionali liquidi/gassosi mediante conversione termica o catalitica:

Contenuto di poliolefine tal quali e/o rinforzate con cariche minerali ≥ 70% in peso sul secco
Contenuto di altre plastiche, poliaccoppiati anche con fogli Al con spessore ≤ 50 μm e altri materiali inerti di cui: ≤ 30% in peso totale sul secco
     1) materiali cellulosici (carta, cartoni, legno)      ≤ 10% in peso sul secco
     2) contenuto di metalli (escluso Al)      ≤ 1% in peso sul secco
     3) contenuto di Al (spessore superiore a 50 μm)      ≤ 2% in peso sul secco
Cloro (Cl) ≤ 1,5% in peso
Mercurio (Hg) ≤ 0,2 mg/kg
Massa Volumica sul secco ≥ 100 kg/m³
Granulometria Quantità ≥ l’80% in peso della miscela deve avere dimensioni ≤ 100 mm
Forma fisica Scaglia, foglia/film macinati, coriandolo rigido macinato, micronizzato, densificato, pellet, granulo
Trattamenti ammessi Triturazione, macinazione, micronizzazione, lavaggio o altri processi idonei per l’eliminazione dei residui eventualmente contenuti, densificazione, pellettizzazione, estrusione.
Umidità relativa ≤ 10% in peso

L’impianto ha l’obbiettivo di trattare miscele di rifiuti plastici eterogenee a base di poliolefine, provenienti da residui industriali e/o da materiali da post-consumo, al fine di convertirli in combustibili liquidi e/o gassosi.

I principi su cui si basa il processo di termico e catalitico di trasformazione delle plastiche in combustibili sono noti da tempo. Ciò che ha rappresentato un’autentica novità è l’ingegnerizzazione del processo su scala industriale attuato da Promeco.

Il rifiuto da trattare (con caratteristiche conformi alla tabella soprastante) viene immesso in un sistema di pre-riscaldamento articolato in due fasi: nella prima viene miscelato ad un catalizzatore e portato ad una temperatura di circa 180°C per pressione e frizionamento, mentre nella seconda fase si miscela ulteriormente e raggiunge la temperatura di 250°C grazie all’azione di elementi radianti elettrici ad avvio controllato per poi passare in un rattore, dove viene portato a temperature di circa 350 °C al fine di ottenere la completa trasformazione delle plastiche in combustibile.
Il catalizzatore realizzato ad hoc (costituito da una miscela di polveri inerti) è aggiunto ad intervalli di tempo ben definiti, per iniziare il processo di depolimerizzazione, determinando il cracking dei polimeri di cui sono composte le plastiche e la conseguente produzione di tre sottoprodotti:

  • Miscela di idrocarburi liquidi, comparabile al combustibile per motori diesel;
  • Gas incondensabili, con caratteristiche simili a quelle del GPL;
  • Un residuo solido carbonioso, comparabile al carbon coke.

Il processo si svolge in continuo – una caratteristica che rende questa implementazione unica rispetto ad altre.

materie prime seconde

Campioni di combustibile ottenuto mediante distillazione a partire da materiale in conformità alla normativa UNI 10667-18.