Estrazione del fosforo dai fanghi di depurazione
Col passare del tempo, si assiste a una riduzione delle riserve di fonti naturali di fosforo libero da metalli pesanti e, al contempo, la presenza di fosforo nei fanghi fognari desta crescenti preoccupazioni di carattere ambientale. Precedenti tentativi di estrazione del fosforo dai fanghi fognari hanno avuto scarso successo a causa della complessità e dell’inefficienza dei processi coinvolti. Il progetto RECOPHOS (Recovery of phosphorus from sewage sludge and sewage sludge ashes with the thermo-reductive RecoPhos-process), finanziato dall’UE, è nato con l’obiettivo di recuperare questa preziosa risorsa direttamente dalle ceneri dei fanghi di depurazione. L’iniziativa ha sviluppato un processo altamente efficiente basato su un processo reattore (chiamato InduCarb) che solitamente viene progettato per recuperare polveri di acciaieria. Il processo RecoPhos coinvolge l’estrazione frazionata di fosfati e metalli pesanti dalle ceneri volatili dei fanghi a temperature elevate, in condizioni riducenti. Il principio chimico dietro alla reazione principale si basa sul processo Woehler, per cui i fosfati reagiscono con il biossido di carbonio e silicio in una fornace e vengono ridotti in fosforo. I partner del progetto hanno preso l’innovativa decisione di utilizzare il reattore InduCarb, dove la riduzione del fosforo avviene in una sottile pellicola fusa sulla superficie delle particelle di coke. Il fosforo ridotto può quindi evaporare dalla pellicola senza reagire in modo significativo con altri elementi e successivamente essere recuperato come fosforo bianco oppure ossidato in acido fosforico. I ricercatori hanno studiato i processi termodinamici e chimici che avvengono all’interno del reattore utilizzando tecniche di modellizzazione e simulazione all’avanguardia. I risultati combinati sono stati utilizzati come base per un impianto pilota semi-industriale. Oltre alle indagini tecnologiche, il team ha condotto uno studio di mercato e l’analisi del ciclo di vita, che ha valutato gli impatti ambientali ed economici del processo RecoPhos. Il progetto RECOPHOS ha completato una valutazione della sicurezza del processo e prodotto alcune raccomandazioni di sicurezza. Le prove su un sistema di grafite a induzione per il riscaldamento delle ceneri hanno dato risultati positivi, in quanto il reattore potrebbe mantenere le alte temperature necessarie rimanendo sigillato e sicuro per il funzionamento. Sono state redatte le specifiche utente e un manuale d’uso. I risultati del progetto avranno un impatto fondamentale sulla gestione sostenibile del fosforo, una risorsa limitata essenziale per tutti i processi vitali. I risultati potranno inoltre contribuire alla minimizzazione dei rifiuti nell’UE, alle strategie di riciclo e alla riduzione della dipendenza dalle importazioni. Inoltre, il lavoro contribuirà a ridurre gli impatti ambientali negativi, diminuendo la necessità di estrazione e raffinazione di fosfato, contribuendo al contempo alle nuove tecnologie eco-efficienti.
Parole chiave
Fosforo, fanghi di depurazione, fosfati, metalli pesanti, InduCarb, processo Woehler
