Riciclo dei prodotti con trattamenti di zincatura elettrolitica
Dott. Chim. Ferruccio Rodighiero, Presidente di Ecometal
I dati statistici ci informano che circa 1,4 Mt di zinco vengono utilizzate ogni anno nell’Unione Europea per trattamenti anticorrosivi dell’acciaio. La maggior parte viene utilizzata dalle zincherie per la zincatura a caldo (con temperature superiori a 419°C) e quello che resta dalle aziende galvaniche per zincatura elettrolitica. Le zincherie che lavorano in continuo trattano enormi quantità di acciaio, in forma di laminati e fili, che successivamente vengono lavorati dalle aziende manifatturiere che ne ricavano i prodotti finiti. In questo modo si producono grandi quantità di scarti che però vengono subito recuperati e avviati al riciclo. Le zincherie che non lavorano in continuo trattano invece articoli già finiti, in genere piuttosto grandi (ad esempio: pali dell’illuminazione e recinzioni) o con sezioni dell’acciaio capaci comunque di sopportare il trattamento a caldo senza deformarsi. Il trattamento elettrolitico viene preferito per articoli di piccole dimensioni (ad esempio particolari meccanici) o componenti con alto contenuto tecnologico quando cioè si richiedono ai rivestimenti di zinco particolari specifiche tecniche.
Che sia effettuato a caldo o per via elettrolitica, il trattamento di zincatura ha un unico scopo: proteggere il ferro e l’acciaio dalla corrosione. Ma perché lo zinco viene considerato, a ragione, il migliore amico dell’acciaio? La spiegazione sta nel fatto che il potenziale elettrochimico dello zinco è molto più basso di quello del ferro. Questo significa che, in presenza di umidità cioè praticamente sempre, fra zinco e ferro si instaura una differenza di potenziale e si viene a formare una pila con lo zinco che si deposita sul ferro. Con quali vantaggi rispetto ad altri trattamenti anticorrosivi? Supponiamo che per una qualsiasi ragione, come un graffio, un urto, un difetto o una successiva lavorazione meccanica un articolo di acciaio zincato perda in un punto lo strato di zincatura e l’acciaio rimanga esposto all’aria. Grazie all’effetto pila, gli atomi di zinco saranno portati a muoversi dallo strato di zincatura per andare a depositarsi sulla superficie dell’acciaio, ricostituendo così lo strato anticorrosivo. Si potrebbe quasi dire che le “ferite” degli strati di zincatura tendono a “rimarginarsi e a cicatrizzare” da sole. E lo zinco è l’unico metallo, tra quelli usati per rivestimenti elettrogalvanici, dotato di questa proprietà. Gli altri metalli, infatti, hanno tutti un potenziale elettrochimico più alto rispetto al ferro.
Il presente protocollo tecnico riguarda solo ed esclusivamente i trattamenti di zincatura elettrolitica. Le analisi per la caratterizzazione dei rivestimenti e le prove di riciclo per fusione sono state effettuate unicamente su campioni trattati elettroliticamente da aziende consorziate di Ecometal. I risultati ottenuti e le conclusioni della ricerca sono applicabili solo ai trattamenti di zincatura elettrolitica e non ai trattamenti di zincatura a caldo.
La preparazione degli articoli per la zincatura elettrolitica, analogamente agli altri trattamenti galvanici, prevede: pre-sgrassatura, decapaggio e sgrassatura. Dopodiché gli articoli sono immersi nei bagni elettrolitici contenenti sali di zinco in soluzione. Grazie al passaggio di corrente continua si ha il deposito di zinco sugli articoli, che costituiscono il catodo, e la dissoluzione di zinco all’anodo, mentre la concentrazione di zinco nella soluzione rimane pressoché costante. Gli articoli possono essere immersi nei bagni, chiusi dentro rotobarili oppure appesi a delle rastrelliere che possono essere statiche o a carosello.
La composizione dei bagni di zincatura può essere molto complessa. La scelta di una tipologia rispetto ad un’altra è dettata da motivi di produttività, qualità, semplicità d’impiego o migliore distribuzione dello spessore del deposito. Altre tipologie di bagno possono essere giustificate dall’economicità di gestione o dalla successiva difficoltà di depurazione dei reflui provenienti dall’impianto. Una volta zincati, gli articoli vengono sempre sottoposti ad un trattamento di ossidazione chimica, detto passivazione, che ha lo scopo di proteggere lo strato di zincatura. La passivazione viene effettuata immergendo gli articoli in bagni acidi contenenti sali di cromo i quali formano una patina protettiva di sali o composti chelati di diversa colorazione.
Per quanto la varietà di trattamenti e impianti sia considerevole, tanto che si può dire che non vi siano due zincature uguali, il risultato finale è sempre un articolo di ferro o acciaio rivestito da uno strato anticorrosione di zinco metallico a sua volta coperto da un più sottile strato di passivazione di cromo. In genere lo spessore dello strato di zinco è compreso tra 5 µm e 40 µm, a seconda del bagno e della forma dell’articolo mentre lo strato di passivazione non supera 0,3 µm. Si è soliti distinguere commercialmente i trattamenti di zincatura in base al colore finale che viene conferito alle superfici dallo strato di passivazione. I più comuni sono la zincatura bianca e quella gialla (tropicalizzata), meno comuni sono la zincatura verde e quella nera.
Questo protocollo di riciclo si applica ai trattamenti di zincatura elettrolitica su base ferro e acciaio, identificati nella seguente tabella con la denominazione commerciale corrente, in Italiano nella colonna di sinistra e in Inglese nella colonna al centro. Nella colonna di destra viene riportata la corrispondente simbologia adottata nei certificati di concessione. Il simbolo “Fe” a sinistra della barra identifica il supporto, i simboli a destra della barra identificano i diversi trattamenti.
| Trattamento | Treatment | Id. for issue |
| Zincatura bianca | White Zinc Plating | Fe / Znb |
| Zincatura gialla | Yellow Zinc Plating | Fe / Zng |