Rimuovere i contaminanti dai bagni di passivazione
Gli aumenti dei costi di materiale e di esercizio, unitamente alla concorrenza esercitata dai paesi con manodopera a basso costo, hanno portato a una significativa riduzione della produzione europea di metalli a bagno galvanico. Un grande consorzio europeo ha avviato il progetto TIGI ("Towards an innovative galvanic industry"), finanziato dall'UE, per sviluppare la tecnologia per ridurre i costi e l'impatto ambientale aumentando la competitività europea in quest'area. Le parti in ferro zincato elettroplaccato con un rivestimento in zinco (Zn) anticorrosione spesso vengono sottoposte a un processo post-fabbricazione finale chiamato passivazione. Le parti vengono immerse in un bagno di acido diluito, generalmente acido nitrico, ma sempre più spesso acido citrico ecologico. L'acido rimuove le sostanze contaminanti, tra cui le particelle di ferro (Fe), e forma uno strato superficiale chimicamente non reattivo (passivo) costituito da una pellicola di ossido cromico resistente alla corrosione estremamente sottile. La durata del bagno di passivazione viene seriamente limitata dall'accumulo di impurità Zn2+ e Fe3+. Questo determina un onere finanziario e ambientale a causa della necessità di frequenti smaltimenti di contaminanti e sostituzione di materiali. Inoltre, la Commissione europea ha imposto limitazioni sull'uso di cromo e i nuovi fluidi per la passivazione priva di cromo sono molto più costosi. L'intento degli scienziati che hanno partecipato al progetto TIGI era quello di aumentare la durata dei bagni di passivazione da sei settimane a due anni. La separazione selettiva delle impurità Zn2+ e Fe3+ senza rimuovere cromo e altri componenti necessari è stata ottenuta tramite la tecnologia di pertrazione delle emulsioni (Emulsion Pertraction Technology, EPT). La tecnologia EPT coniuga l'efficienza delle membrane liquide dell'emulsione con il consumo efficiente e a bassa potenza di sistemi con alimentazione tangente (cross-flow) a fibre cave. Le unità industriali sono state ottimizzate con test preliminari e di modellazione. I test a lungo termine delle unità industriali hanno dimostrato che il sistema EPT ha impedito un aumento della concentrazione di ioni "vaganti" nel tempo. In effetti, aveva superato quasi tutti gli obiettivi di progetto dichiarati, inclusa la selettività, il prolungamento della durata del bagno, la riduzione dei rifiuti e una migliore qualità del prodotto. Inoltre, una valutazione del ciclo di vita ha evidenziato i vantaggi derivanti dall'uso del sistema e il prezzo unitario era tra gli obiettivi dichiarati. La passivazione è fondamentale per numerosi componenti hi-tech nei settori aerospaziale e dei dispositivi medici e circa l'80% delle società nel settore della zincatura ha utilizzato il processo. L'implementazione della tecnologia TIGI è potenzialmente in grado di migliorare significativamente la posizione competitiva di questo settore con costi ridotti e un aumento della qualità del prodotto.
