Waste Treatment: Reperimento di Critical Raw Materials dalle discariche di sfridi di rocce ornamentali granitoidi

INTRODUZIONE: La rivoluzione tecnologica digitale e il green deal Europeo necessitano di metalli rari difficili da reperire a causa della loro bassa concentrazione nella crosta terrestre. Queste materie prime sono fondamentali per l'economia mondiale, poiché la capacità tecnologica del sistema industriale dei paesi industrializzati è fondata sulla loro disponibilità. Nella consapevolezza dei rischi per il tessuto industriale e per gli obiettivi della transizione ecologica la Commissione Europea ha definito l’elenco di materie prime critiche (CRM), il quale è annualmente soggetto a revisione a seguito dello sviluppo di nuove tecnologie in grado di far aumentare l’importanza del singolo metallo, incrementando di conseguenza il rischio di fornitura [1]. I fattori principali valutati per l’introduzione nella lista dei metalli “critici” sono: 1) importanza economica significativa per settori chiave dell'economia (elettronica di consumo, tecnologie ambientali, salute, ecc.); 2) limitazioni nell’approvvigionamento; 3) mancanza di validi sostituti a causa di proprietà uniche e affidabili per le applicazioni [1]. L’approvvigionamento dei CRM è quindi fondamentale all’interno della comunità scientifica internazionale e gli articoli scientifici con le parole “critical raw materials” hanno visto un forte incremento a partire dal 2011, passando da meno di dieci pubblicazioni l’anno a più di 30 l’anno [2].

RILEVANZA: L'accesso alle risorse è una questione di sicurezza strategica per il Green Deal Europeo [3] e per lo sviluppo di soluzioni digitali; pertanto, la UE sta mettendo in atto un piano d’azione con quattro obiettivi fondamentali: 1) sviluppare catene del valore resilienti per gli ecosistemi industriali dell'UE; 2) ridurre la dipendenza dalle materie prime critiche primarie mediante l'uso circolare delle risorse e con la ricerca mineraria; 3) rafforzare l'approvvigionamento e la trasformazione di rifiuti in risorse, per promuovere approvvigionamenti sostenibili e responsabili di materie prime nell’UE e nei paesi in via di sviluppo; 4) diversificare le forniture con l'approvvigionamento sostenibile, responsabile ed etico, rafforzando il commercio aperto basato su soluzioni a bassa impronta ecologica ed eliminando le distorsioni del commercio internazionale [4]. Il presente progetto si inserisce in questo scenario proponendo, per l’approvvigionamento di CRM, attività di valorizzazione di sfridi accumulati come rifiuti nelle aree estrattive di rocce granitoidi, in linea con gli obiettivi del programma Orizzonte Europa [5], del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale e del PNRR. Il progetto di ricerca intende focalizzarsi nel contesto dell’economia circolare, con particolare riferimento all’approvvigionamento dei “metalli critici” a partire dagli sfridi in aree estrattive di rocce ornamentali silicatiche (graniti). Nelle cave di granito, infatti, spesso sono presenti piccoli corpi pegmatitici, filoni e vene interessati dalla cristallizzazione di fasi tardo-magmatiche e deuteriche. Tali masse mostrano, solitamente, abbondante presenza di fasi minerali quali zircone, epidoto, allanite, titanite, ecc. ricche in CRM (REE, Stronzio, Rubidio, Titanio, Niobio, Tantalio, Zirconio, ecc.). Questi corpi con difetti (sfridi) non possono essere commercializzati a fini ornamentali in quanto presentano basso valore estetico; pertanto, di norma vengono stoccati in zone perimetrali delle aree di cava, adibite a discarica. Si propone, dunque, di esplorare le potenzialità estrattive degli sfridi di graniti applicando metodologie di indagine geochimiche, petrografiche e mineralogiche e soluzioni di ottimizzazione dei metodi di separazione e arricchimento delle fasi ricche in CRM.

 METODODOLOGIE: Il progetto intende indagare le potenzialità estrattive e sviluppare procedure di arricchimento in situ e in laboratorio per ottenere minerali ad alto grado di purezza attraverso i seguenti metodi innovativi: - campionamento e analisi mineralogico-petrografiche dei materiali (XRF, XRD, ICP-MS, SEM-EDS e microraman) per valutare i tenori di fondo e i livelli di arricchimento che possono essere raggiunti; - introduzione di sistemi di frantumazione ibrida assistita da microonde; - applicazione di sistemi innovativi di separazione magnetica (magneti di nuova generazione); - sviluppo di procedure per abbassare l’usura dei macchinari, ridurre il consumo energetico e la produzione di polveri. Per le attività di questo progetto si propone l’area estrattiva di Buddusò (Gallura-Sardegna settentrionale), già test site del progetto LIFE REGS II, il quale prevede l’estrazione di minerali feldspatici da sfridi di granito (è stimato che nel distretto dell’Alta Gallura gli sfridi costituiscano circa il 50% dei materiali estratti). La validità della proposta è supportata dalle alte concentrazioni di CRM emerse con le analisi geochimiche e petrografiche preliminari eseguite per il progetto LIFE REGS II, il quale però, non prevede procedure di arricchimento di CRM nell’impianto pilota di Buddusò. La presente proposta vuole essere complementare al suddetto progetto e mira, inoltre, a contribuire alla prevenzione di problemi ambientali che potrebbero emergere se i prodotti di scarto derivati dall’estrazione dei feldspati venissero messi in discarica.

 RISULTATI ATTESI: - Accertare le potenzialità estrattive degli sfridi dei graniti nell’area di Buddusò; - determinazione di un protocollo di lavorazione degli sfridi dei graniti per la separazione dei CRM; - creare una banca dati delle composizioni dei graniti affioranti in Sardegna al fine di valutare la trasferibilità dei risultati a tutto il distretto regionale; raggiungere “zero rifiuti” nel contesto dell’estrazione delle rocce ornamentali granitiche in Sardegna.

La proposta rientra appieno nell’area tematica del SNSI 2014-20 “Industria intelligente e sostenibile, energia e ambiente” in quanto propone soluzioni di economia circolare per soddisfare, senza consumo di georisorse, le richieste di materie prime critiche fondamentali per la transizione ecologica e per il Green deal Europeo. In accordo con il programma dedicato della UE [6] il progetto propone di esplorare le potenzialità estrattive di CRM da sfridi di granito consentendo di sostenere i seguenti settori: - Industria tecnologica, in quanto contribuisce a garantire indipendenza per tutte le fasi della catena di approvvigionamento.

Sardinian Stones - Graniti Soro - Provincia Olbia-Tempio · Comunità Monte Acuto - BUDDUSÒ (OT) - Loc. Ludurru

Periodo: 6 mesi

Il progetto è coerente con i seguenti Ambiti di Ricerca e Innovazione del PNR 2021-2027:

5.6.1 Green Technologies

- Articolazione 3 - Prevenzione della contaminazione del suolo e delle acque, poiché tale progetto mira ad evitare impatti sulle matrici ambientali che possono derivare dalla dispersione di CRM presenti negli sfridi;

- Articolazione 4 - Riduzione dei rifiuti e della domanda di critical raw materials tramite approcci di disassembling e materials recovery, remanufacturing e refurbishing, in quanto le attività di progetto hanno l’obiettivo principale di utilizzare i rifiuti come fonte di approvvigionamento di CRM.

Il recupero di CRM supporta il progresso tecnologico, la digitalizzazione europea e la qualità della vita; la salvaguardia delle risorse ambientali, in quanto molti metalli CRM presenti nei rifiuti, con le interazioni acqua – roccia potrebbero diffondersi nei suoli, nelle falde e nella biosfera con impatti su habitat, qualità del cibo e salute umana; lo sviluppo di tecnologie pulite, in quanto essenziali per la produzione di pannelli solari, turbine eoliche, veicoli elettrici, nell'illuminazione a risparmio energetico, ecc.

Il progetto vuole contribuire, inoltre, ad attuare i piani previsti dal Recovery Found, il quale potrebbe essere esposto a rischi proprio per la carenza di metalli necessari per il rilancio dell’industria europea.

Infine, le attività di progetto potrebbero consentire di rendere economicamente sostenibile il risanamento del suolo attualmente occupato dagli sfridi e quindi contribuire al restauro del paesaggio e ripristino del suolo (che insieme all’ambiente marino costituisce il principale serbatoio di gas ad effetto serra del pianeta).

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