Che cosa sono le scorie?

scorie

Le scorie sono un materiale vetroso molto fluido a caldo, di colore vario dal biancastro al verde scuro fino al nero, che si ottiene da quasi tutti i forni per l’estrazione e la raffinazione dei metalli.

La produzione delle scorie

Le scorie sono prodotte dalla reazione fra il fondente e la ganga che accompagna il minerale, con partecipazione delle ceneri; l’ottenimento delle scorie è indispensabile per l’eliminazione della ganga e la separazione dei metalli. Le scorie piú importanti quantitativamente sono quelle ottenute nei processi siderurgici, sia nella fabbricazione della ghisa d’alto forno, sia nella fabbricazione degli acciai. Esse sono normalmente costituite da silicati e silicoalluminati di calcio, ferro e manganese.

Un altoforno produce da 500 a 1300 kg. di scorie per 1000 kg. di ghisa. Le scorie, dette loppe d’altoforno, possono essere variamente utilizzate a seconda della loro composizione. Raffreddando bruscamente le scorie fuse con acqua fredda, queste assumono una struttura granulare, che permette di macinarle; mescolate con calce, possono essere cotte per ottenere i cementi d’altoforno e i cementi di scorie.

Versando le scorie fuse in stampi e lasciandole raffreddare lentamente si ottengono mattoni di scorie e blocchi che si usano per costruzioni varie (muri, dighe, pavimentazioni, ecc.). Sottoponendole, allo stato fuso, a getti di vapore o di aria compressa se ne possono ottenere o filamenti sottilissimi (lana di scorie o cotone silicato), oppure masse spugnose leggere (pomici artificiali), usate entrambe come isolanti termici ed acustici.

Nei forni Martin-Siemens le scorie hanno anche il compito di isolare e proteggere la massa fusa dal contatto diretto dell’aria ed evitarne così l’ossidazione. Alcune scorie particolarmente ricche di ossidi possono anche venir rifuse con carbone per ricuperarne il metallo; questo trattamento è specialmente praticato per le scorie ricche di ossido di manganese. Recentemente sono state prese in considerazione delle scorie da bauxite, alluminose e fosfatiche, che si è tentato di usare in agricoltura come concimi, ma con risultati negativi; ne è stato invece più redditizio l’impiego per la produzione di cementi alluminosi, facendole cuocere con calce.

Particolare menzione meritano le scorie ottenute nel processo basico di raffinazione delle ghise, che viene applicato necessariamente quando le ghise contengono fosforo (che deve essere eliminato). Si usa a questo scopo o il convertitore Bessemer, con rivestimento di ossido di calcio o di dolomite, oppure il forno Martin-Siemens, con rivestimento di dolomite (processo Thomas). Questo processo ha permesso l’utilizzazione dei potenti giacimenti di limonite esistenti in Francia, Lussemburgo, Germania renana e in molte altre località europee ed americane.

Il processo Thomas consiste nell’ossidare, entro un Bessemer-Thomas, il fosforo ad anidride fosforica mediante una corrente d’aria, che viene insufflata dal basso e attraversa tutta la massa della ghisa fusa. Aggiungendo a questo punto della calce viva e rimescolando la massa si formano fosfati di calcio, quali il fosfato tricalcico, Ca3(PO.,)2, il pirofosfato di calcio, Ca2P202, e soprattutto un silicofosfato di calcio, insieme a dei silicati di calcio, magnesio, manganese, ecc. Questi prodotti vengono alla superficie, essendo più leggeri della ghisa, e vengono sfiorati e lasciati raffreddare rapidamente, in modo che siano facilmente macinabili; queste scorie vengono poi ridotte in polvere estremamente fina e messe in commercio col nome di S. Thomas, da usare come concime fosfatico.

In Italia il commercio delle S.Thomas è regolato da apposite convenzioni: i sacchi devono portare l’indicazione della percentuale di anidride fosforica, P205, che di solito varia tra il 18 e il 20%, di cui almeno il 75% deve essere solubile nella soluzione di acido citrico al 2%; inoltre, almeno il 75% della polvere contenuta nel sacco deve passare attraverso il setaccio Kahl No 100, garantendo così la finezza di macinazione; si deve notare che, in pratica, questi limiti minimi sono sempre largamente superati sia nelle scorie Thomas di produzione nazionale sia in quelle europee. Le nazioni maggiori produttrici sono il Belgio, la Francia, il Lussemburgo, la Germania, l’Italia e l’Inghilterra. La maggior parte della produzione è assorbita dai paesi produttori e dagli agricoltori dell’Europa occidentale; il resto è esportato in America, Australia ed Africa. Il grande valore fertilizzante riconosciuto alle S. Thomas dipende dal fatto che esse sono costituite da acido fosforico combinato col silicio, col calcio e col magnesio nella formazione di un fosfosilicato di calcio e di magnesio, solubilissimo negli acidi organici anche i piú deboli, nell’acqua ricca di acido carbonico, nelle soluzioni acidule del terreno provenienti o dalle soluzioni radicali o dalla decomposizione delle materie organiche. Secondariamente la loro analisi rivela la presenza costante di elementi minori particolarmente preziosi per la pianta (per esempio: manganese), contenuti nelle qualità e nella forma piú adatta alla fisiologia delle piante coltivate.

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