Minerali per l’Industria
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13 Marzo, 2017

 

 

 

I minerali industriali e le loro applicazioni

 

Anidrite Carbonica >
Argille >
Bentonite >
Calcare >
Caolino >
Carbone >
Feldspato >
Quarzo >
Sabbie feldspatiche, silicee e quarziti >
Salgemma >
Talco >
Zinco >

 

 

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Anidride carbonica

 

Il diossido di carbonio (formula chimica CO2) è un ossido acido formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno.
Più comunemente noto come anidride carbonica, a condizioni atmosferiche si presenta come un gas stabile, inerte, inodore, incolore e non infiammabile. Oltre allo stato gassoso, la CO2 si può presentare anche in forma liquida e solida, in funzione delle condizioni di pressione e temperatura. Lo stato liquido viene raggiunto a temperature comprese tra –56,6 e +31,1 °C e a pressioni maggiori di 5,2 bar; lo stato solido (ghiaccio secco) si ottiene con temperature inferiori ai –56,6 °C. In Italia, si consumano ogni anno circa 250.000 tonnellate di CO2, per la maggior parte prodotte sul territorio nazionale attraverso la captazione dagli impianti geotermici gestiti da Enel Green Power.

 

Proprietà e applicazioni
L’anidride carbonica rientra nella categoria dei gas tecnici, una tipologia di gas largamente impiegata, singolarmente o in miscela, per il funzionamento di apparecchiature, per il raffreddamento, per la conservazione, per il lavoro in atmosfere inerti, per la saldatura e come reagente nelle reazioni chimiche. Grazie alle sue proprietà (inodore, incolore e non infiammabile) ha molte applicazioni in settori come l’agroalimentare, il farmaceutico, il packaging, la refrigerazione e, soprattutto, nel comparto delle bibite analcoliche e della birra. Viene inoltre impiegata nel trattamento delle acque e nell’industria chimica, metallurgica, petrolifera, fondiaria e della carta.
Ha numerose applicazioni anche in forma solida, ad esempio nella pulitura delle superfici, nel trasporto di cibi surgelati e nel campo dello spettacolo per creare fumi di scena. L’utilizzo preponderante riguarda comunque i cosiddetti “soft drinks”, per i quali rappresenta un ingrediente fondamentale e imprescindibile.

 

 

 

Curiosità

La CO2 è essenziale nella produzione delle bevande gassate poiché, oltre ad essere inerte, non tossica e relativamente poco costosa, è facile da liquefare. La sua presenza, oltre ad assicurare alle bevande l’effervescenza, agisce come conservante.

 

 


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Argille

 

Con il termine argilla si intende una pluralità di minerali costituiti principalmente da allumino-silicati idrati appartenenti alla classe dei fillosilicati. Si tratta di rocce sedimentarie clastiche e poco coerenti, vale a dire più friabili, facilmente rintracciabili su tutta la superficie terrestre. I minerali che compongono le argille sono definiti minerali argillosi e vengono classificati in illite, caolinite, clorite, montmorillonite. Ad essi sono sempre associati, in quantità variabile, diversi componenti primari stabili quali quarzo, feldspato, mica e calcite. A livello industriale si distinguono sei categorie di argilla: argilla smectica, argilla refrattaria, argilla comune, “ball clay”, bentonite e caolino. La produzione italiana, storicamente legata al comparto ceramico e dei refrattari, è andata via via riducendosi a causa della crescente concorrenza di materie prime estere (Ucraina e Turchia in primis).

 

Proprietà e applicazioni
A seconda della composizione, esistono numerose tipologie di argille destinate a differenti applicazioni finali. La destinazione più comune riguarda il settore delle ceramiche che sfrutta la loro proprietà principale: la plasticità. Tutte le argille, infatti, assorbono e trattengono più o meno facilmente l’acqua, trasformandosi in una massa pastosa che può essere modellata anche a temperatura ambiente senza rompersi o creparsi. Al comparto ceramico e ceramico-artistico si sono aggiunti nel tempo diversi altri settori di applicazione: l’edilizia, dove vengono utilizzate come legante idraulico o nella fabbricazione di laterizi e maioliche; la cosmetica, grazie alle loro proprietà assorbenti; la gomma, dove migliorano le proprietà meccaniche e la resistenza all’usura; la carta, la farmaceutica e l’agricoltura. Le argille più ricche in minerali argillosi, in silice e in allumina costituiscono quelle che la legge italiana identifica come “terre con grado di refrattarietà superiore a 1.630 gradi centigradi”: presentando una forte resistenza alle alte temperature, vengono usate nelle fornaci e nei forni.

 

 

 

Curiosità

Oltre alla nota applicazione nei trattamenti cosmetici, alcuni tipi di argilla – grazie alla loro capacità assorbente, cioè di fissazione chimica di un corpo – sono in grado di intrappolare batteri e microbi, tossine e scarti del metabolismo intestinale, gas e veleni. Per questo motivo, vengono considerati rimedi naturali per curare infiammazioni intestinali, disturbi digestivi, febbre, alterazioni del flusso sanguigno.

 

 


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Bentonite

 

Bentonite è un termine commerciale con cui si indica una serie di argille naturali appartenenti alla famiglia dei fillosilicati. Tipicamente presenti in terreni vulcanici, le bentoniti derivano perlopiù dalla devetrificazione e parziale decomposizione – in presenza di acqua – di ceneri vulcaniche vetrose e tufi. Il componente principale è un minerale argilloso denominato montmorillonite, cui si accompagnano altri minerali accessori come quarzo, feldspato, calcite, caolino, mica e altri ancora. La presenza o meno di questi componenti è alla base dell’ampia gamma di varietà estratte di bentonite, la cui notevole diversità può influenzare la qualità del minerale e quindi il valore industriale del deposito, nonché renderlo più o meno idoneo per determinate applicazioni. Il primo giacimento di bentonite è stato scoperto intorno al 1890 nel Wyoming (Montana), vicino a Fort Benton, località a cui deve il suo nome. Gli Stati Uniti sono il principale produttore mondiale, seguiti da Cina, Turchia, Grecia e India. L’estrazione avviene solitamente in cave a cielo aperto.

 

Proprietà e applicazioni
La bentonite si contraddistingue per le sue numerose proprietà: oltre ad essere caratterizzata da viscosità e tixotropia, è gelificante, impermeabilizzante e legante; è inoltre in grado di assorbire acqua rigonfiando fino a dieci volte il suo volume primitivo formando un fluido gelatinoso. Grazie a queste caratteristiche può essere utilizzata in settori molto diversi che spaziano da quello petrolifero, dove assicura la giusta viscosità ai fanghi di perforazione, all’enologia, per la sua capacità di chiarificare le impurità e assorbire le proteine in eccesso nei vini. In agricoltura, viene impiegata per migliorare la prestazione di terricci e fertilizzanti o diluita e spruzzata sulle foglie di colture quali viti, fragole e altre ortive: grazie alle sue proprietà assorbenti, riduce infatti lo sviluppo di funghi, crittogame e insetti che necessitano di un ambiente umido per proliferare. Svolge inoltre un ruolo fondamentale nel campo dell’ingegneria civile e ambientale, dove le barriere geosintetiche bentonitiche vengono impiegate nelle opere idrauliche, nelle infrastrutture di trasporto e nell’impermeabilizzazione di strutture interrate. Negli ultimi anni, gli investimenti in Ricerca e Sviluppo da parte di imprese minerarie italiane ed estere hanno permesso di aggiungere ai settori di destinazione tradizionali nuovi campi di applicazione (es. lettiere per gatti), trasformando la bentonite da un minerale comune ad un minerale ad alto valore aggiunto.

 

 

 

Curiosità

L’introduzione delle lettiere agglomeranti per gatti è strettamente legata alla bentonite. Fino agli anni ‘70, infatti, venivano utilizzati minerali argillosi che si limitavano ad assorbire liquidi e semiliquidi. In seguito, fu scoperto che alcuni tipi di bentonite, oltre ad assorbire l’umidità, presentavano delle proprietà agglomeranti che consentivano di buttare i grumi di sabbia anziché l’intero contenuto della lettiera. Nacque così una “tecnologia” domestica che ha reso più igienica la vita dei gatti e più semplice ed economica quella dei loro padroni.

 

 


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Calcare

 

Il calcare è una roccia sedimentaria costituita essenzialmente da calcite, talvolta associata ad aragonite. Oltre a questi componenti dominanti, nei calcari impuri si trovano altri minerali quali carbonato di magnesio, minerali argillosi e quarzo, presenti in percentuali diverse. A seconda della genesi, si distinguono tre tipologie fondamentali di calcare, ognuna delle quali comprende, a sua volta, numerosissime varietà che differiscono tra loro per grado di compattezza, colore e struttura. Il gruppo più diffuso è quello dei calcari organogeni, vale a dire formatisi a seguito dell’accumulo di sedimenti di origine organica, prevalentemente marina. I calcari di origine chimica, come l’alabastro e il travertino, si originano invece per precipitazione del carbonato di calcio proveniente dalla scissione del bicarbonato disciolto nelle acque, in seguito alla perdita di anidride carbonica. Infine, vi sono calcari derivanti da sedimenti clastici, ossia originati dalla frantumazione di rocce calcaree preesistenti. Nell’uso comune, tuttavia, con il termine calcare si indica ogni roccia formata quasi esclusivamente da carbonato di calcio. La sua disponibilità a livello mondiale è piuttosto ampia, dal momento che oltre il 4% della crosta terrestre è formata da carbonato di calcio.

 

Proprietà e applicazioni
Il calcare è uno dei minerali maggiormente conosciuti e sfruttati dall’uomo sin dall’antichità. Tuttavia, la sua produzione e i rispettivi impieghi sono cresciuti nel tempo e continuano ad essere essenziali specialmente nel campo delle costruzioni. Le sue numerosissime applicazioni dipendono dalla pezzatura: in dimensioni grossolane, è impiegato come pietrame e pietrisco per le costruzioni stradali; sotto forma di sabbia, è destinato all’industria dell’acciaio, della chimica e del cemento; il calcare finemente macinato viene invece utilizzato come riempitivo nella produzione di vari prodotti come carta, plastica e, soprattutto, per il confezionamento dei calcestruzzi. In quest’ultimo ambito svolge il ruolo di inerte finissimo occupando gli spazi lasciati liberi dai granuli di cemento e rendendo la matrice cementizia molto compatta. Nel settore delle vernici e della colorazione viene impiegato per le sue proprietà addensanti. Ancora, insieme ad altre materie prime, il calcare svolge un ruolo importante nei complessi cicli produttivi di diversi prodotti utilizzati nell’industria chimica, tra cui carbonato di sodio, bicarbonato di sodio, cloro e acqua ossigenata. Nella sua forma più pura può essere destinato all’industria farmaceutica e alimentare.

 

 

 

Curiosità

Il 21 ottobre 1824, il muratore inglese Joseph Aspdin scoprì una miscela cementizia di calcare e sostanze argillose che presentava proprietà di resistenza, stabilità e presa nettamente migliori di quelle fino ad allora sperimentate. Nasceva così il “Clinker Portland”, attualmente alla base di quasi tutti i tipi di cemento impiegati in edilizia, di cui il calcare è una delle principali componenti.

 

 


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Caolino

 

Il caolino è una roccia clastica o detritica coerente, cioè compatta, prodotta dall’azione dell’acqua meteorica sul feldspato. In genere, con il termine caolino si indica un gruppo di minerali argillosi composto prevalentemente da caolinite. L’etimologia del nome la si deve alla regione cinese “Kao-Lin” dove venne scoperto per la prima volta, il che spiega perché, a livello internazionale, il caolino sia spesso identificato come “China Clay”. La Cina ne è tuttora uno dei principali produttori mondiali insieme a Stati Uniti, Germania, Repubblica Ceca e India. In Europa, gli albori della produzione si devono all’alchimista tedesco Johann Friedrich Bottger, il quale nel 1709 scoprì una nuova composizione a base di caolino e feldspato per la fabbricazione di una porcellana che eguagliava – e per certi versi superava – quella proveniente dalla Cina. Secondo World Mining Data, la produzione italiana nel 2014 si è attestata attorno alle 390.000 tonnellate. Si tratta di un volume sensibilmente inferiore a quello prodotto per quasi tutto il 1900, quando gli storici giacimenti di caolinite in Sardegna, in Piemonte, nel vicentino, in Toscana e sull’Isola d’Elba estraevano a pieno regime.

 

Proprietà e applicazioni
Il caolino è un minerale industriale relativamente comune. Oltre ad essere considerato la materia prima più importante nell’industria ceramica, viene utilizzato come inerte o riempitivo anche nell’industria cartaria grazie a due fondamentali caratteristiche: la plasticità, tipica dei minerali argillosi, e la bianchezza, dovuta al basso contenuto di elementi cromatici quali ferro e titanio. Fin dal 1850, il suo utilizzo nella produzione della carta, oltre a garantire un notevole risparmio in termini di cellulosa, ne migliora il grado di brillantezza e di opacità, nonché la struttura e il rendimento in fase di stampa. Viene spesso miscelato con altri minerali come additivo plasticizzante o per conferire un maggior apporto di allumina agli impasti: per questo trova largo impiego in un’ampia gamma di settori, quali la fabbricazione di refrattari, la formulazione degli smalti e come filler per la produzione di pneumatici. La sua composizione fisica può infatti essere molto variabile ed esaltare diverse proprietà commerciali ed estetiche quali brillantezza, opacità, resistenza e viscosità. Si contraddistingue, inoltre, per essere un basso conduttore di elettricità e calore, non abrasivo e relativamente tenero: ulteriori aspetti che lo rendono ideale nelle produzioni di gomma, vernici, plastica, lana di vetro, insetticidi, fertilizzanti e addirittura nella cosmetica.

 

 

 

Curiosità

Dall’inizio degli anni Duemila il caolino si è dimostrato efficace nella lotta alla “mosca dell’olivo”, un insetto infestante in grado di intaccare fortemente la qualità e l’entità delle produzioni dell’area mediterranea: sperimentazioni ufficiali hanno provato che la patina protettiva lasciata sulle piante trattate agisca come ottimo repellente naturale, mantenendo inalterate le qualità nutrizionali e sensoriali delle olive.

 

 


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Carbone

 

Il carbone è un combustibile fossile solido composto principalmente da carbonio. Si classifica in lignite, caratterizzata da un basso tenore di carbonio; litantrace, molto usata nella produzione elettrica; antracite, che presenta invece un alto tenore di carbonio. Nonostante la concorrenza esercitata da nuove fonti più sostenibili, dalla Prima Rivoluzione Industriale fino al 1960 il carbone è stato la fonte energetica più consumata a livello mondiale. Cina, Stati Uniti, India, Australia, Indonesia e Russia rappresentano oltre due terzi della produzione globale. Il 2015 è stato un anno del tutto eccezionale in quanto, per la prima volta dal Secondo Dopoguerra, si è interrotto il trend di continuo aumento dei volumi prodotti su scala mondiale. In Italia, le uniche risorse carbonifere rilevanti sono concentrate nell’area del Sulcis Iglesiente, nella Sardegna sud-occidentale. Questo bacino estrattivo ha raggiunto il picco produttivo negli anni ‘50, superando 1 milione di tonnellate l’anno, prima di essere chiuso nel 1972 e nuovamente riaperto nel 1997. Tuttavia, nel 2014, la Regione Sardegna ha recepito una decisione del Consiglio dell’Unione Europea che intimava agli Stati Membri di agevolare la chiusura delle miniere di carbone non competitive, prevedendo la cessazione della produzione dei siti sardi entro la fine del 2018 e una loro riconversione entro il 2027.

 

Proprietà e applicazioni
Scoperto nel 1600, venne inizialmente impiegato come fonte di calore alternativa al legno, la cui forte richiesta aveva causato gravi disboscamenti, soprattutto in Europa. A partire dai primi anni del 1700, e soprattutto con lo scoppio della Rivoluzione Industriale, divenne la fonte di energia più utilizzata nelle rudimentali macchine a vapore che azionavano pompe, mulini e magli; in seguito, si affermò come principale combustibile per la generazione elettrica, ruolo che, seppur ridimensionato, mantiene tutt’oggi. A partire dal 1800 mostra altre importanti potenzialità, tra cui l’impiego “chimico” nella trasformazione del ferro, nella preparazione industriale del carbonato sodico e del cloro, e quindi nel lavaggio dei tessuti e nella disinfezione delle acque. Anche il gas e il catrame derivati dal carbone iniziano ad essere impiegati in diversi settori: il primo nell’illuminazione, nella produzione di fertilizzanti, solventi e prodotti farmaceutici nonché nella fabbricazione di esplosivi; il secondo nel trattamento del legno e nella chimica.

 

 

 

Curiosità

Quando nel 1800 l’utilizzo del carbone si diffuse nei paesi occidentali, emerse il problema dei sottoprodotti inquinanti che residuavano dalla sua lavorazione e combustione: il più problematico risultava essere il catrame. Contro ogni previsione, fu scoperto che la composizione chimica di quest’ultimo permetteva di riutilizzarlo in diversi ambiti quali la pavimentazione delle strade, l’impermeabilizzazione del legno, la produzione di sciampo, saponi e pomate ad uso medico, il trattamento nella cura di numerose dermatiti e la sintesi del paracetamolo.

 

 


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Feldspato

 

I feldspati costituiscono il gruppo di minerali più abbondante sulla terra: formano circa il 60% della crosta terrestre e sono presenti in tutti i tipi di rocce, siano esse magmatiche, metamorfiche o sedimentarie. Chimicamente, sono alluminosilicati di potassio, sodio, calcio e bario, con tracce di altri elementi quali litio, cesio, rubidio, magnesio, ferro e titanio. In base alla composizione mineralogica, si distinguono 4 tipologie di feldspato: potassico (ortoclasio); sodico (albite); calcico (anortite); di bario (celsiana). In Europa si trovano soprattutto depositi di feldspato potassico e sodico, principalmente usati in ambito industriale per l’elevato contenuto di allumina e alcali. Secondo World Mining Data, l’Italia, con oltre 2 milioni di tonnellate l’anno, è il terzo produttore mondiale dopo Turchia e Germania.

 

Proprietà e applicazioni
È un componente fondamentale nella produzione di ceramiche e vetro, in quanto conferisce durezza e resistenza ai materiali; svolge, inoltre, un importante ruolo come fondente, abbassando la temperatura di fusione nel processo produttivo. È un materiale indispensabile soprattutto nella realizzazione di sanitari, piastrelle ceramiche e pavimentazioni. Risulta avere una bassa viscosità, una buona dispersione e inerzia chimica, proprietà utili nella produzione di vernici, plastica e gomme. Ancora, lo si trova in diversi materiali utilizzati nel campo dell’edilizia, come le gomme per guarnizioni e per l’isolamento elettrico, la schiuma di lattice e le pellicole da imballaggio.

 

 

 

Curiosità

Il feldspato è presente anche in ambiti come il biomedicale, dove contribuisce alla realizzazione di materiali ceramici adatti al rivestimento di dispositivi medici. Grazie al basso coefficiente di attrito e alla sua inerzia chimica, il feldspato contenuto nel materiale ceramico non induce alterazioni chimiche dovute al contatto con l’ambiente biologico e favorisce una buona osteointegrazione. Queste proprietà permettono la sua applicazione soprattutto nei dispositivi impiegati in ambito odontoiatrico, ortopedico e cardiovascolare, quali impianti dentali, protesi articolari, protesi valvolari cardiache.

 

 

 


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Quarzo

 

Il quarzo è costituito dalla combinazione dei due elementi chimici più abbondanti della crosta terrestre, silicio e ossigeno; motivo per cui questo minerale è presente in quasi tutti i tipi di roccia, siano esse ignee, metamorfiche o sedimentarie. Questo minerale è noto sin dall’antichità e veniva impiegato, in particolare, come materiale utile a forgiare armi primitive. Ad oggi, è conosciuto soprattutto come pietra ornamentale e come gemma, grazie alla sua forma cristallina, alla sua lucentezza vitrea e alla varietà di colori. Meno noto è il suo utilizzo in diversi settori industriali, nonostante sia alquanto diffuso e diversificato.

 

Proprietà e applicazioni
Il quarzo è caratterizzato da un’elevata durezza e un notevole grado di trasparenza; è inerte alla maggior parte dei componenti chimici e resistente agli shock termici. Grazie a tali proprietà, il quarzo, specie sotto forma di sabbia, è il principale componente del vetro; è impiegato nella realizzazione di classici contenitori come bottiglie e vasi, ma anche per produrre il vetro piano per finestre e specchi, il vetro illuminotecnico per le lampade e il vetro per i monitor. Grazie al suo elevato punto di fusione, viene utilizzato in fonderia e in particolare nella microfusione; ancora, la sua durezza e resistenza sia chimica che termica ne consentono l’utilizzo nell’industria ceramica e nell’edilizia (rivestimenti, pavimentazioni) nonché nella preparazione di prodotti speciali quali i ponti dentali. Inoltre, è un cristallo piezoelettrico: si polarizza elettricamente a seguito di una deformazione meccanica di natura elastica e, viceversa, si deforma elasticamente se sottoposto all’azione di un campo elettrico. Grazie a ciò, il suo uso si estende all’elettrotecnica e all’elettronica: orologi al quarzo, radio, strumenti di precisione, stabilizzatori di frequenza e numerosi dispositivi digitali. Essendo trasparente alla radiazione ultravioletta, viene impiegato in campo ottico per la fabbricazione di lenti, prismi e lamine birifrangenti. Basso contenuto di impurità, trasparenza, resistenza agli shock termici e alla corrosione sono infine proprietà che ne permettono l’utilizzo in vetro extrachiaro per pannelli fotovoltaici; inoltre, il quarzo puro è il principale costituente dei wafer di silicio, usati come semiconduttori nel processo di trasformazione dell’energia solare in energia elettrica.

 

 

 

Curiosità

Le lampade al quarzo, conosciute anche come lampade a raggi ultravioletti, vengono utilizzate nei processi fotochimici: tra le varie applicazioni pratiche, si usano per analizzare documenti e dipinti ma anche come classiche “lampade” per l’abbronzatura della pelle. La piezoelettricità del quarzo fa sì che esso sia presente anche nei cellulari touch screen, consentendo di trasformare il tocco delle nostre dita sullo schermo in un segnale elettrico.

 

 

 


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Sabbie feldspatiche, silicee e quarziti

 

Nonostante la diversa composizione chimica, sabbie feldspatiche, sabbie silicee e quarziti sono accomunate dalla presenza di una componente di quarzo e da similari campi di applicazione. Le sabbie silicee e le quarziti hanno una percentuale di quarzo elevata e di norma superiore all’80%; differiscono tra loro in termini di consistenza, dato che la sabbia silicea è un materiale granulare mentre la quarzite è una roccia. Tuttavia, quest’ultima è solitamente commercializzata come sabbia silicea: una volta estratta, viene sottoposta ad un apposito processo di frantumazione. Le sabbie feldspatiche sono invece un materiale granulare quarzoso-feldspatico dove la componente di minerali feldspatici può oscillare tra il 30% e l’80%. In base alle richieste del cliente e all’uso cui sono destinate, le sabbie possono presentare diverse granulometrie, da pezzature grossolane fino a quelle più fini e micronizzate.

 

Proprietà e applicazioni
Le granulometrie differenziate permettono di estendere l’utilizzo di questi minerali a diversi settori. Tra i principali ambiti di applicazione rientrano vetro e ceramiche, a cui conferiscono durezza e resistenza: sono presenti nelle ceramiche per sanitari, nelle pavimentazioni, negli smalti, ma anche in diversi tipi di vetro, come il vetro piano (specchi, finestre) e il vetro cavo (bottiglie, vasi); vengono utilizzate come collante nel campo dell’edilizia, specie nella preparazione di intonaci e cemento; nelle fonderie, in particolare nell’attività di animisteria; in agricoltura, nella costruzione dei letti di semina; nell’industria chimica, per la produzione di silicati; nella farmaceutica, nella cosmetica e nella carta dove costituiscono importanti prodotti intermedi.

 

 

 

Curiosità

Un’applicazione particolare riguarda lo sport e il tempo libero: le sabbie sono un elemento indispensabile nella costruzione di campi naturali o sintetici dedicati a numerosi sport come beach volley, tennis, calcio e golf. Grazie alla loro compattezza e alla capacità di ammortizzare i colpi, sono molto utili anche nei terreni di equitazione; sono inoltre impiegate nell’atletica, in discipline come il salto in lungo.

 

 


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Salgemma

 

Il salgemma è un minerale composto da ioni sodio e ioni cloro disposti in reticoli cristallini dalla forma cubica. Si presenta in forma rocciosa all’interno di miniere terrestri; per questo motivo, viene chiamato anche sale di miniera o rock salt. Trae origine dall’evaporazione di antichi bacini marini che, nel corso di milioni di anni, hanno depositato il sale nel terreno; le aree con presenza di rocce compatte impermeabili all’acqua ne hanno permesso la conservazione. Chimicamente, si identifica come cloruro di sodio alla pari del sale marino (marine salt), da cui si distingue per la diversa consistenza e per la differente tecnica di estrazione richiesta. Mentre il sale marino viene raccolto a seguito dell’evaporazione dell’acqua di mare in apposite saline, il salgemma si estrae a secco, con tecnica mineraria, dagli strati di roccia presenti nel sottosuolo. In taluni casi, si preferisce un processo di estrazione alternativo basato sull’iniezione di acqua in profondità che determina lo scioglimento del salgemma: il composto che si viene a creare prende il nome di salamoia o brine salt e risulta facile da estrarre in superficie, trasportare e lavorare. A livello geografico, la produzione complessiva del minerale – rock, marine e brine salt – si concentra principalmente in Cina, Stati Uniti e India che rappresentano quasi il 50% del totale mondiale. Secondo World Mining Data, il primo produttore europeo è la Germania con circa 13 milioni di tonnellate l’anno. In Italia, la produzione annuale è di circa 3 milioni di tonnellate.

 

Proprietà e applicazioni
È conosciuto sin dall’antichità nel suo classico utilizzo di sale da cucina per conservare i cibi e migliorarne il gusto. Il suo impiego nel settore alimentare è fondamentale anche per la produzione di bicarbonato di sodio, di cui è un componente base. Meno noto, nonostante il suo largo utilizzo, è l’impiego del sale in ambito industriale: nel tessile, viene usato per il fissaggio dei colori; nell’edilizia, specie nella produzione di piastrelle, laterizi e nella cottura dell’argilla; si trova anche nell’industria cartaria, dove è impiegato come sbiancante; nel vetro, in quanto è utile per la regolazione del processo di fusione; nella farmaceutica, dove viene utilizzato un particolare tipo di cloruro di sodio – denominato sale farmaceutico – indispensabile per la produzione di medicinali come le soluzioni saline fisiologiche. Inoltre, il salgemma svolge un importante ruolo nell’industria chimica essendo la materia prima per i composti di cloro e soda: è basilare nella produzione del carbonato di sodio da cui deriva il suo impiego nella filiera del vetro, nonché del cloruro di calcio, fondamentale nell’industria chimica e petrolifera e utilizzato come antigelo sui fondi stradali.

 

 

Curiosità

Anche l’industria digitale può essere annoverata tra i settori di applicazione del sale grazie alle nuove sperimentazioni in ambito special chem. Proprio l’Italia è stata teatro di un progetto singolare che non ha eguali nel bacino del Mediterraneo: i prodotti intermedi provenienti dalla lavorazione del sale sono stati utilizzati per la produzione di acqua ossigenata, a sua volta impiegata nel trattamento di microprocessori.

 

 

 


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Talco

 

Il talco è un silicato di magnesio le cui principali proprietà sono l’inalterabilità, la lamellarità e la morbidezza. In natura, le rocce talcose possono essere caratterizzate da differenti associazioni mineralogiche che rendono le singole varietà estratte anche molto diverse tra loro; per tale ragione, in ambito industriale si parla spesso di “talchi”. Secondo World Mining Data, con una produzione annuale di 165.000 tonnellate, l’Italia è il decimo produttore mondiale e il terzo in Europa, preceduto solo da Francia e Finlandia.

 

Proprietà e applicazioni
Il talco viene utilizzato in diversi settori industriali come agente anti-impaccante, risultando idrofobico, lipofilico e inattaccabile da acidi e basi. Trova largo impiego nel campo della gomma e della plastica: grazie al fatto che si presenta in aggregati lamellari, agisce come rinforzo in diverse applicazioni, specialmente nel settore automobilistico (cruscotti, paraurti, finiture interne) e dei pneumatici. In fonderia, serve a facilitare il distacco della colata dallo stampo. Nell’industria cartaria, è utilizzato soprattutto per carte patinate di alta gamma, aumentandone l’opacità e migliorando la resa di stampa. Nella ceramica, è impiegato come fondente: abbassa il punto di fusione degli smalti, esaltandone le proprietà di vetrificazione. Nelle vernici, conferisce uniformità di asciugatura, ne migliora l’effetto opacizzante, la resistenza alla screpolatura e alla corrosione. È altresì presente in numerosi prodotti di uso quotidiano: nella cosmetica, come agente opacizzante in fondotinta e altri prodotti per make-up o come addensante in preparati liquidi; nella farmaceutica, come eccipiente a supporto dei principi attivi; in campo alimentare, come agente separante (budelli per insaccati). Molteplici le sue applicazioni in agricoltura dove, oltre a fungere da insetticida naturale difendendo le colture dagli attacchi fungini, contribuisce a prevenire la perdita di umidità dei prodotti e a proteggerli dall’esposizione ai raggi ultravioletti, migliorandone le condizioni di crescita.

 

 

 

Curiosità

Chi non si è mai chiesto come fanno le gomme da masticare a non attaccarsi ai denti? La risposta è la presenza di talco che funge da distaccante. Si trova in particolare nelle chewing gum alla frutta dove sostituisce il carbonato di calcio che, altrimenti, farebbe reazione con l’acido citrico presente nel prodotto.

 

 

 


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Zinco

 

Lo zinco è un metallo molto diffuso in natura ma rarissimo come elemento nativo. Solitamente è contenuto in minerali di zinco ed in particolare nella blenda (o solfuro di zinco), il più importante in termini di estrazione del metallo. Oltre a contenere impurezze, quali ferro e cadmio, e a risultare di norma associati a minerali di piombo, i minerali di zinco presentano un tenore del metallo troppo basso, per cui necessitano di un trattamento di concentrazione e arrostimento che li trasformi nel corrispondente ossido. La successiva riduzione a metallo si può effettuare per via termica o elettrolitica. I minerali di zinco sono noti fin dall’antichità, mentre lo zinco come metallo puro è stato scoperto in epoca più recente e utilizzato a partire dal XIV secolo. A livello geografico, la sua presenza è diffusa in diverse aree del pianeta: i maggiori produttori sono Cina, Australia, Perù, Stati Uniti e India. In Europa, l’attività di estrazione ha subìto una frenata negli ultimi decenni e attualmente si concentra in Irlanda e Svezia che rappresentano quasi il 70% della produzione totale europea (World Mining Data). L’Italia, dopo una serie di chiusure negli anni passati, sembra voler intraprendere una nuova fase di sviluppo. In particolare, negli ultimi anni la compagnia australiana Energia Minerals ha ottenuto l’autorizzazione per riprendere l’attività mineraria dismessa nel 1980 nel sito di Gorno (BG), la cui produzione è attesa partire nuovamente nel 2018.

 

Proprietà e applicazioni
È utilizzato nella metallurgia come agente anti-corrosione attraverso un processo che prende il nome di zincatura e che consiste nell’applicare un rivestimento di zinco su materiali metallici, in prevalenza ferro e acciaio, per conferire maggiore resistenza al manufatto proteggendolo dal deterioramento. Lo zinco è un componente essenziale in alcune leghe, come l’ottone, che vengono usate per produrre numerosi oggetti di uso comune. Inoltre, è presente in alcuni tipi di batterie, come le classiche pile, e viene sempre più utilizzato nelle tecnologie di nuova generazione relative all’accumulo di energia da fonti rinnovabili. Il vantaggio dello zinco per i produttori di batterie consiste, soprattutto, nel basso costo del processo produttivo, che non richiede particolari trattamenti come accade, invece, per il litio. Se utilizzato come ossido di zinco, il ventaglio delle applicazioni aumenta: conosciuto anche come zinco bianco per via del suo colore, è presente in alcuni tipi di piastrelle ceramiche e di smalti in quanto ne migliora resistenza e brillantezza; può essere usato come agente di rinforzo nella gomma e come pigmento nelle vernici dove non solo contribuisce alla conservazione del colore ma ha anche un’importante proprietà fungicida; si trova anche in agricoltura come elemento nutritivo nei fertilizzanti e nelle miscele dei mangimi. Inoltre, negli ultimi anni, l’ossido di zinco sta suscitando un crescente interesse nel settore dell’elettrotecnica, in particolare nella realizzazione di dispositivi optoelettronici come LED, laser e fotorivelatori.

 

 

 

Curiosità

Lo zinco si trova anche nel corpo umano, nei tessuti animali e vegetali, nei quali, nonostante sia presente solo in tracce, riveste un’importanza cruciale intervenendo persino nei processi di trascrizione del codice genetico. È indispensabile per il corretto funzionamento del nostro corpo grazie ad importanti proprietà che contribuiscono a contrastare l’invecchiamento cellulare, a migliorare la riparazione dei tessuti e il funzionamento dell’apparato riproduttivo. Da qui la sua presenza in ambito cosmetico e farmaceutico, di solito sotto forma di ossido di zinco: in particolare, negli integratori e nelle creme emollienti, antiarrossamento e antinfiammatorie, soprattutto in quelle volte a contrastare patologie cutanee come l’acne.