Caratterizzazione speditiva di roccia calcarea utilizzata per la produzione di soda Solvay

Cliente: Solvay Italia Chimica spa
Luogo:San Vincenzo/ Rosignano (Livorno), Italy
Data: 2007-08

Cava di calcare di San Carlo (San Vincenzo, LI).

Lo studio era finalizzato alla definizione di un test speditivo per la caratterizzazione del marino in una cava di calcare (cava di San Carlo), prima del trattamento industriale. Il calcare in oggetto costituisce una materia prima per la produzione del carbonato di sodio (soda Solvay) e, dopo frantumazione, è sottoposto a calcinazione (950 – 1100°C) nei forni a calce dello stabilimento di Rosignano. Nella cava, la roccia appare omogenea, ma il granulato, sottoposto a calcinazione, mostra un comportamento meccanico variabile alle alte temperature; in particolare, nella carica dei forni alcuni clasti di roccia, molto sensibili agli effetti termici, collassano riducendosi in polvere e tale materiale va preventivamente scartato per evitare perdite economiche. Infatti, la sua presenza nei forni richiede l’arresto della produzione con perdite economiche valutabili pari a circa 1 M€/giorno.

Obiettivi

Progettazione di una prova speditiva finalizzata a:

  • caratterizzare la roccia estratta direttamente in cava e selezionare il materiale da inviare allo stabilimento industriale;
  • sostituire il test tradizionalmente adottato (Schmidt test), dispendioso in termini di costo (circa 8000 €/mese) e tempi di esecuzione (più di 2 ore/campione)

Aspetti innovativi

Messa a punto di un test meccanico eseguibile in cava su campioni irregolari, affidabile ed in grado di caratterizzare il marino in maniera più rapida e con costi più contenuti del test tradizionalmente adottato (Schmidt test).

Attività svolte

  1. Studio del problema per identificare le cause del diverso comportamento del granulato nel processo industriale;
  2. Analisi critica del test di caratterizzazione (Schmidt test) precedentemente impiegato per la selezione del materiale al fronte (approccio tradizionale);
  3. Esame di possibili prove di caratterizzazione da applicare al caso di studio in alternativa all’approccio tradizionale, e valutazione della loro affidabilità;
  4. Sviluppo di un test meccanico innovativo, speditivo, da eseguire su campioni irregolari, per la caratterizzazione del marino;
  5. Validazione della prova mediante l’esecuzione di numerose misure;
  6. Progettazione di una campagna di indagini per lo studio della distribuzione e variabilità spaziale della roccia calcarea nell’ammasso roccioso / giacimento.

Analisi dei costi

Approccio tradizionale: 96000 €/anno

Ammontare complessivo dello studio eseguito: 35000 €

Roccia frantumata all’interno dei forni a calce.