23 Gennaio 2022 - Ultimo aggiornamento il: 22 Gennaio 2022 alle 18:30:38

Cronaca News

Produrre acciaio e abbattere l’inquinamento

Tre ipotesi di soluzione per lo stabilimento ex Ilva

Lo stabilimento ArcelorMittal
Lo stabilimento ex Ilva

Nell’articolo sono descritte le tre tecnologie da utilizzare per un cambiamento epocale dell’ac­ciaieria di Taranto, per abbatte­re sia gli inquinanti sia le emis­sioni di CO2: acciaieria all’arco elettrico, che utilizza rottami e preridotto provenienti da altri siti, acciaieria COREX, che eli­mina la cokeria e l’agglomera­zione, ma usa ancora carbone, e acciaieria da preridotto, che riduce i minerali di ferro in situ con gas naturale.

Tecnologia al forno elettrico

La produzione di acciaio può es­sere realizzata con forni elettrici che si avvalgono della tecnologia all’arco elettrico, la più utilizzata, o di quella ad induzione [8]. Que­ste tecnologie impiegano come materia prima rottami di ferro con piccole aggiunte di carbone o di ghisa per fornire il carbonio necessario per produrre l’acciaio, ma potrebbero anche utilizzare ferro preridotto, proveniente da altri siti, dove viene prodotto nei luoghi di estrazione del materiale ferroso. Nel forno elettrico entra anche dell’ossigeno per ossidare P e N e facilitarne così la loro se­parazione. A valle del forno c’è una siviera in cui entra l’acciaio fuso dopo separazione delle pri­me scorie per un’ulteriore sua pu­rificazione. L’arco elettrico forni­sce l’energia per portare il ferro a 2.000 °C e così liquefarlo. L’uti­lizzo eventuale di ferro preridotto al posto del rottame, come mate­ria prima, avrebbe il vantaggio di ottenere un acciaio più pulito . Le ragioni dell’utilizzo dei forni elet­trici per la produzione di acciaio in contrapposizione agli altiforni, oltre all’abbattimento delle emis­sioni inquinanti, sono moltepli­ci: minori costi di investimento; flessibilità degli impianti, con la possibilità di utilizzo di forni sia di grandi che di piccole dimen­sioni; diminuzione della durata del processo di fusione; utilizzo come materiali di fusione di rot­tami di varia tipologia purché op­portunamente classificati, ridotti, trattati e bonificati; riduzione del costo di produzione per unità di prodotto; possibilità di poter “spegnere” l’impianto (con l’al­toforno la produzione non può essere interrotta).

Gli svantaggi sono: si possono produrre acciai speciali e solo in parte quelli di massa (come all’Ilva di Taranto) a causa delle impurezze presenti e delle ridotte dimensioni dei forni; ci sono, poi, i problemi legati all’utilizzo del rottame, come i costi di raccolta, di selezione e di trasporto della pezzatura del rottame e della pre­senza nel rottame di inquinanti e materiali estranei che ne impedi­scono l’impiego.

Le tecnologie Corex e Finex

Le caratteristiche principali delle tecnologie Corex e Finex sono il non utilizzo della cokeria e dell’impianto di agglomerazione del minerale di ferro, entrambi fonti di forte inquinamento am­bientale, e l’impiego diretto di carbone per la riduzione dei mi­nerali di ferro. La differenza fra le tecnologia Corex e Finex è che la prima utilizza pellets di ossidi di ferro, la seconda polvere fine.

La tecnologia Corex per la pro­duzione di ghisa utilizza due re­attori: un fusore/gassificatore ed un riduttore (Fig. Nel fusore/gas­sificatore entrano carbone e ossi­geno per raggiungere una tempe­ratura di 1.000 °C e produrre un gas riducente (CO e H2) che entra nel secondo reattore, dove entra anche il minerale di ferro, che viene ridotto per più dell’80%, ed esce un gas combustibile. Il ferro ridotto entra nel rigassificatore dove fonde ed esce come ghisa fusa dal basso. Il gas combusti­bile coprodotto può essere reim­piegato per alimentare centrali elettriche a ciclo combinato.

La tecnologia Finex impiega, in­vece, il minerale di ferro in forma di polvere fine e polvere di car­bone ed utilizza sempre un gassi­ficatore/fusore, ma, diversamente dal Corex, utilizza quattro letti fluidi in serie per l’idrogenazione del minerale di ferro.

La tecnologia del preridotto

Il preridotto è un ferro spugnoso (85% di ferro) ottenuto riducendo pellets di ossido di ferro con CO e H2 prodotti per reforming di metano. Il preridotto può essere usato negli altiforni per utilizzare meno coke, o può essere immes­so nei convertitori, senza utiliz­zare rottame, dove si trasforma la ghisa in acciaio, o può essere introdotto nei forni elettrici al posto del rottame per ottenere un acciaio più pulito utilizzando il preridotto non solo si elimina la cokeria, ma anche il deposito di carbone nei parchi minerali. Ci sono due tecnologie del pre­ridotto: la tecnologia italo-mes­sicana Hyl, in cui si produce CO per gassificazione del carbone, e la tecnologia americana Midrex, che impiega gas naturale per pro­durre gas riducente. Quest’ultima dovrebbe essere la tecnologia da utilizzare a Taranto. La tecnolo­gia Midrex è utilizzata da anni negli Stati Uniti e, non solo ha una più bassa emissione di CO2 rispetto al carbone, ma anche una minore emissione di inqui­nanti, in particolare benzopirene, aromatici, diossine e particolato. Mapelli, professore di siderurgia al Politecnico di Milano ed uno dei consulenti di Bondi, ex am­ministratore delegato dell’Ilva, presentò al Senato il 12 novem­bre 2014 una relazione dal titolo “Il preridotto nel quadro del ri­lancio della siderurgia italiana”. Edo Ronchi, presidente della Fondazione Sviluppo Sostenibi­le, il 14 gennaio 2014 scrisse una relazione sulle metodologie di risanamento dell’Ilva, in cui an­che lui ritenne la tecnologia del preridotto come soluzione dei problemi ambientali di Taranto. Secondo Ronchi per una produ­zione di acciaio di 8 milioni di tonnellate, con la sola applica­zione dei miglioramenti previsti all’attuale stabilimento dell’Ilva, non si avrebbe alcuna riduzione delle emissioni di CO2, di par­ticolato delle emissioni di CO2, di particolato del 56%, di diossi­ne del 50%, di SOx del 68% ed di NOx del 46%. Invece per una trasformazione a preridotto da metano si avrebbe una riduzione delle emissioni di CO2 del 63%, di particolato del 100%, di dios­sine del 100%, di SOx dell’88% e di NOx dell’81%.

Dunque, l’acquisto da parte di aziende con sufficiente potenza economica, e con un eventuale aiuto da parte dello Stato, potreb­be favorire questa soluzione per l’acciaieria Ilva di Taranto.

Ferruccio Trifirò
Già Preside della Facoltà
di Chimica Industriale
dell’Università di Bologna
e presidente dell’Accademia dei Lincei di Bologna

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