Posted On 22 dicembre 2016 By In Sostenibilità With 602 Views

“Aluminium dross handling”: quando le scorie si trasformano in opportunità

Riportiamo di seguito l’articolo di Enzo Imperiale, pubblicato sul magazine “The Procurement” (Anno 2 Numero 3) a proposito delle opportunità derivanti dallo smaltimento e riciclo dell’alluminio.

Nell’industria automotive osserviamo sempre più spesso vetture progettate pensando a un uso intensivo d’alluminio (in cui il metallo, cioè, è impiegato per il telaio, la carrozzeria e il motore). Il motivo è presto detto: presentano un risparmio in peso di circa il 40% rispetto ad auto costruite in acciaio, con gli immaginabili riflessi sia sul consumo di carburante, sia sulla quantità di sostanze inquinanti disperse nell’ambiente. Ma non solo: l’alluminio è altamente riciclabile.

Proprio del riciclo delle scorie di lavorazione tratta l’articolo: che affronta l’argomento dal punto di vista tecnico, analizzando le opportunità economiche conseguibili.

Nei processi di produzione dell’alluminio, la scoria prodotta viene riciclata per l’ottenimento di ulteriore materia prima: viene semplicemente prelevata così com’è, senza particolari processi, dal forno di fusione e dalle fornaci di stoccaggio, e introdotta nel forno di fusione. Lavorando in questa maniera, la resa è pari al 50%; nel caso di 1.000 Ton/anno di produzione di scorie, si otterranno 500 Ton di alluminio liquido e 500 di nuove scorie. Inoltre, l’approccio attuale richiede l’introduzione di un 20% di sale nel forno di fusione; per produrre le 500 Ton di alluminio da 1.000 Ton di scorie, la quantità necessaria di sale è di 200 Ton. E come è noto, la gestione dello smaltimento del sale dopo il riciclo delle scorie ha un costo significativo che si attesta intorno ai 150 euro /ton.

È stata perciò messa a punto una nuova proposta di processo grazie alla quale il costo dello smaltimento del sale scende da 150 euro a 50 euro/Ton. Il processo proposto, che richiede un trattamento preventivo delle scorie in maniera tale da eliminare ogni tipo di contaminazione, risulterà sempre in una produzione pari al 50% dell’originaria quantità (500 su 1.000 Ton). Introducendo le scorie trattate nel forno fusorio, la resa della produzione di alluminio salirà però fino al 60% dato che oggi, con il processo attuale, 10% del materiale viene “bruciato”: l’approccio proposto, quindi, genera un miglioramento della resa del 10%. Un altro importante elemento è costituito dal fatto che in questo approccio, che richiede scorie trattate, la quantità di sale viene ridotta dal 20% al 10%, con un altro importante risparmio. Per effetto di quanto sopra, sarà ridotto anche il trattamento delle scorie contaminate da sale, consolidando un ulteriore risparmio. Le scorie – quelle prodotte internamente come pure quelle acquistate all’esterno – hanno un proprio valore che assumeremo essere pari al 45% dell’LME, ovvero assumendo un LME=1400 euro/Ton, sarà pari a 1.400 euro/Ton x 45% = 630 euro/Ton.

Analisi dei benefici derivanti dall’utilizzo del nuovo flusso di processo proposto

Serve ora un po’ d’attenzione, e magari una calcolatrice a portata di mano: saranno i conti, infatti, a dimostrare quanto giovamento potremo trarre dal cambiamento di processo. Ipotizziamo di riciclare 1000 Ton di scorie all’anno col nuovo processo. Se il prezzo di vendita dell’alluminio è pari a 1.450 euro/Ton, ovvero 1400 euro + 50 euro di premio, i benefit possono essere così quantificati:

A) Riduzione delle scorie da 1.000 Ton a 500 Ton, e quindi maggiore produzione di 500 Ton, a 1.450 euro di prezzo unitario 725.000 euro.

B) L’aumento della resa (yield) del 10% (dal 50% al 60%) incrementerà la quantità prodotta di alluminio da 500 a 600 Ton che, moltiplicati per 1.450 euro/Ton, portano a 870.000 euro; il delta favorevole tra i punti B) e A) è quindi pari a 145.000 euro.

C) La quantità ridotta di scorie da rilavorare introduce anche un altro beneficio in termini di costi d’energia e costi di manodopera. Infatti, facendo riferimento alla tipica assunzione che fissa il costo industriale per il rotative melting (che nel caso specifico trattato verrà evitato) a 70euro/Ton, si ha: 1.000 Ton x 70euro/Ton= 70.000 euro.

D) I costi di smaltimento del sale saranno ridotti da 150euro/Ton a 50euro/Ton, e si avrà un beneficio quantificabile in 20.000 euro [200 Ton x (150 – 50) euro/Ton].

La riduzione della quantità di sale dal 20% al 10% richiesta dal nuovo processo (da 200 a 100 Ton per 1.000 Ton di alluminio), assumendo un costo del sale di 20euro/Ton, introdurrà un risparmio ulteriore di 2.000 euro (100 Ton x 20euro/Ton).

Chi è abituato a fare a mente i calcoli sarà già arrivato alla cifra finale: i benefici economici annuali derivanti dal nuovo processo, nel caso di riciclo di 1000 Ton, saranno quindi pari a 237.000 euro!

Certo, il nuovo processo prevede un investimento importante in nuovi macchinari: mulino a mascelle e mulino a palle, tramoggia di carico, nastro trasportatore, nastro magnetico separatore, filtro a maniche, camino, ventilatore, ciclone… Un’ipotesi abbastanza accurata degli investimenti necessari porta a una cifra totale pari a circa 750.000 euro.

Non staremo qui a tediarvi con altre equazioni sui costi di trasformazione, sul costo degli indiretti nel caso di lavorazioni su più turni, sui costi dell’energia per la rilavorazione delle scorie: sono tutti calcoli fatti e controllati che potremo inviare a chi è interessato a approfondire il caso. Vi anticipiamo però che, nel caso in cui si trasformino 3.000 Ton al giorno in un turno da 8 ore giornaliere, il rapporto fra Costi e Risparmi sarà positivo per 200.016 euro; dato l’investimento iniziale richiesto – i 750.000 euro per i macchinari citati poco fa – il ritorno dell’investimento (R.O.I.) si ha in meno di quattro anni: dividendo l’esborso di 750.000 euro per il maggior risultato annuale di 200.016 euro si ottiene infatti 3,75.

Con un piano d’ammortamento a cinque anni, quei 750.000 euro saranno divisi in quote annuali da 150.000; il risparmio si avrà dunque a partire già dal primo anno. Ma i benefici economici non sono tutto. La lavorazione coi nuovi standard porterà a una riduzione delle emissioni di CO2 e alla diminuzione dei pericoli derivanti dallo smaltimento di materiali potenzialmente dannosi come l’ammoniaca e il sale. L’Aluminium Dross Handling – così è internazionalmente definita questa disciplina – può diventare un’opportunità in tutti i sensi, anche per l’ambiente.

Il processo è attualmente in fase d’esame da parte di alcune aziende produttrici di prodotti finiti e di semilavorati metallici, in Italia e all’estero.