INGEGNERIA DELLE MATERIE PRIME

Obiettivi formativi

Scopo del corso è di fornire i concetti base su cui sono basate le tecniche di separazione fra solidi particolati e di illustrare le macchine ed i circuiti industriali predisposti a tal fine. Tali tecniche sono mutuate dalle leggi della meccanica, dell’elettromagnetismo e dell’idraulica e, all’interno del corso, sono descritte nella loro applicazione nella separazione e recupero dei materiali secondari contenuti nelle materie prime seconde (i rifiuti) e nella bonifica dei suoli contaminati, operazione, quest’ultima, che consiste in una separazione fra il componente contaminante e la matrice naturale del suolo. A)Conoscenza e capacità di comprensione: il corso si propone di fornire le basi concettuali su cui sono basate le separazioni fra solidi particolati e di illustrare le tecniche con cui tali basi sono applicate nella separazione fra i materiali secondari nel caso del recupero di materia da una materia prima secondaria e nella decontaminazione di suoli contaminati. Inoltre vengono fornite agli studenti alcune nozioni preliminari di economia circolare. B)Capacità di applicare conoscenza e comprensione: viene acquisita la capacità di scegliere le tecniche più idonee di separazione per via fisica di solidi particolati in casi reali, sia di riciclo di materiali contenuti in prodotti arrivati alla fine del loro ciclo di vita sia di rimozione di contaminanti da un sito contaminato e di calcolarne i parametri operativi in funzione della purezza e della quantità dei materiali da recuperare sia della quantità di contaminante da rimuovere e della porzione non contaminata di suolo da riutilizzare. Viene compreso il ciclo di vita sia delle materie prime provenienti dalle risorse naturali sia di quelle provenienti dai prodotti arrivati alla fine del loro ciclo di vita anche mediante esercizi numerici su casi reali volti all’applicazione di quanto appreso. C)Autonomia di giudizio: tramite lo svolgimento di esercizi numerici, al termine del corso gli studenti saranno in grado di scegliere le tecniche più adatte, sia dal punto di vista ambientale sia dal punto di vista economico per ottenere la separazione di solidi particolati, sia provenienti da una materia prima seconda che provenienti da un suolo contaminato. Gli studenti avranno la capacità critica di valutare le separazioni attraverso i parametri di qualità di tenore e recupero e di giudicare i prodotti ottenuti dal processo di separazione. Comprensione critica del ciclo di vita di una materia prima e conoscenza delle basi economiche della vendita e trasporto di prodotti mercantili. D)Abilità comunicative: la cronologia degli argomenti trattati è stata progettata in modo da permettere un’acquisizione graduale e consequenziale degli argomenti allo studio che verranno esposti con un linguaggio tecnico che consentirà ai discenti di rapportarsi in modo credibile con gli esperti del settore, sia dal punto di vista sostanziale che formale e permetterà di trasmettere le conoscenze acquisite in modo corretto a coloro che vorranno acquisire a loro volta tali conoscenze. E)Capacità di apprendimento: le conoscenze, teoriche e pratiche, sulle separazioni fra solidi particolati, consentiranno sia l’approfondimento specialistico e migliorativo delle tecniche studiate sia la proposizione di tecniche similari basate sulle leggi applicative che sottintendono a tali separazioni.

Canale 1
GIUSEPPE BONIFAZI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
1. Introduzione all’Ingegneria delle materie Prime. Materie prime primarie e secondarie: definizione, caratteristiche e differenze. Il mercato delle materie prime. 2. Che cosa è un grezzo minerale. I giacimenti minerari. Le miniere e le cave. Distinzione tra miniere e cave. 3. Fonti ed estrazione delle Materie Prime: a. Risorse naturali e fonti di approvvigionamento. b. Metodi di estrazione e lavorazione delle materie prime: estrazione mineraria e coltivazione. 4. Caratterizzazione delle materie prime primarie e secondarie ai fini della coltivazione (i.e. materie prime primarie) e/o del trattamento (i.e. materie prime primarie e secondarie). 5. Caratteristiche dei materiali solidi: dimensioni, forma, caratteristiche meccaniche e caratteristiche fisico-chimiche. 6. Caratterizzazione delle particelle: analisi granulometrica (i.e. curve granulometriche) e analisi morfologica e morfometrica. 7. Processi di Produzione e Trasformazione. Riduzione delle dimensioni: comminuzione, frantumazione e macinazione. 8. Processi di Produzione e Trasformazione. Separazione e liberazione dei costituenti: a. Separazione dei solidi per proprietà di dimensione e forma. Vagliatura, cicloni, centrifughe. b. Separazione per proprietà di massa: peso volumico, suscettività magnetica, conducibilità elettrica, correnti indotte, … c. Separazione per proprietà di superficie: flottazione, flocculazione, triboelettricità, termoadesione, colore e tessitura d. Separazione dei solidi dai fluidi: sedimentazione, filtrazione, centrifugazione 9. Curve di lavabilità e di partizione. 10. Circuiti di separazione e confronto tra il trattamento dei grezzi minerari e dei materiali di recupero e/o i prodotti giunti a fine ciclo vita. 11. Tecnologie emergenti e innovazione. 12. Principi di progettazione e analisi dei circuiti di trattamento con particolare riferimento alle fasi di comminuzione, classificazione e separazione, sia a secco che a umido. 13. Logiche e architetture di controllo di processo "on-line, "in-line" e "off-line". 14. Valutazione dell'impatto ambientale legato alla valorizzazione delle materie prime primarie e secondarie e sostenibilità ambientale dei processi.
Prerequisiti
Basi di fisica, chimica, statistica e scienze dei materiali.
Testi di riferimento
Dispense distribuite a cura del docente E.G. Kelly and D.J. Spottiswood – Introduction to Mineral Processing Edizione: John Wiley & Sons, 1982 B.A. Wills and T.J. Napier-Munn – Wills' Mineral Processing Technology: An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery. Edizione: Elsevier, 2006.
Frequenza
In presenza come da calendario delle lezioni.
Modalità di esame
Durante il corso verrà assegnato a ciascuno studente un progetto che sarà valutato in itinere e durante l'esame finale.
Modalità di erogazione
Lezioni ed esercitazioni frontali.
  • Codice insegnamento1022158
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoIngegneria per l'Ambiente e il Territorio
  • CurriculumCurriculum unico
  • Anno3º anno
  • Semestre1º semestre
  • SSDING-IND/29
  • CFU6