Valorizzazione di scarti basici industriali via carbonatazione: studio dell'effetto degli additivi per ottenere vaterite

La lotta al cambiamento climatico è attualmente la sfida più grande della scienza. Per far fronte a questa emergenza, è necessario sviluppare tecnologie in grado di catturare la CO2, rimuovendola dall’atmosfera. A causa della dipendenza della produzione di energia dai fonti fossili, è necessario implementare strategie di cattura della CO2 dispiegabili rapidamente. Tra queste, rientrano le tecnologie di carbonatazione. Nel presente lavoro è stata studiata la reazione di carbonatazione su scarti industriali ricchi di idrossido di calcio, utilizzando diversi additivi per favorire una forma specifica del carbonato di calcio: la vaterite. Precedentemente alle prove di reazione è stato sviluppato un metodo analitico in IR/ATR, per eseguire analisi rapide dei prodotti. La retta di calibrazione è stata costruita utilizzando delle miscele binarie di calcite e vaterite. La reazione è stata condotta in due modalità: in semicontinuo a pressione atmosferica e in pressione. Sono stati testati quattro additivi: il sodio tripolifosfato (STPP), l’acido poliacrilico (PAA), l’idrossido di sodio (NaOH) e l’ammoniaca (NH3). Il STPP è risultato meno efficace, richiedendo l’impiego della configurazione in pressione. Il PAA ha mostrato un’ottima efficacia nel favorire la formazione di vaterite anche a pressioni atmosferiche, utilizzato in combinazione con una delle due basi. Analogamente, l’idrossido di sodio ha fornito rese in vaterite fino al 91% solo quando utilizzato in combinazione con l’acido poliacrilico. L’ammoniaca è risultata essere l’additivo più adatto, con rese quantitative in vaterite sia quando impiegata insieme al PAA, individualmente. Perciò, è stata selezionata per verificare la trasferibilità delle condizioni operative su substrati simili a quello impiegato nel corso dello sviluppo della reazione, non hanno mostrato però trasferibilità delle condizioni di reazione ottimali sviluppate su un substrato specifico.