Ateneo - UPO

Il corso presenta una panoramica sulla tematica del recupero e riciclo dei materiali critici, in particolare dei metalli, dalle “miniere urbane”. I punti chiave generali che vengono affrontati sono la gestione del fine vita dei beni e la sostenibilità dei processi di recupero, anche alla luce delle dalle Direttive e normative nazionali e internazionali. Verranno discussi i modelli e le strategie di azione per trasformare gli approcci di economia “lineare” in economia “circolare”. In questo contesto, vengono presentate le opportunità sia per il riutilizzo della frazione recuperata come materia prima seconda, sia per la valorizzazione dei prodotti di scarto per impieghi alternativi.

Waste Electrical and Electronic Equipment Recycling-Aqueous Recovery Methods; Edited by F. Vegliò and I. Birloaga, Woodhead Publishing – Elsevier – 2018; ISBN: 978-0-08-102057-9 (print) ISBN: 978-0-08-102058-6 (online)
Materiale fornito dalla docente (in lingua inglese).
Slides del corso.

Il corso si propone di far acquisire allo studente una conoscenza di base dei principali metalli di interesse applicativo, delle loro proprietà chimiche e fisiche, della loro distribuzione in natura e nelle miniere urbane e del loro impatto ambientale e tossicità. Si prefigge inoltre di far acquisire consapevolezza riguardo al tema dei materiali critici e delle ricadute ambientali ed economiche della gestione di queste risorse, tenendo presente la necessità di progettare uno sviluppo sostenibile che non può prescindere da un approccio di Chimica Verde. Il corso inoltre mira a trasmettere competenze di base dei principali metodi di impiego, recupero e riciclo dei metalli, il loro reimpiego come materie prime seconde e valorizzazione della frazione recuperata. Il corso nel suo insieme ha anche lo scopo di sviluppare la capacità di apprendere in autonomia ed il senso critico che permette alle studentesse e agli studenti di trarre conclusioni su questioni attinenti agli argomenti trattati e, a partire da questo, arrivare a proporre strategie e approcci di economia circolare dei metalli. Infine, lo studente svilupperà le proprie abilità comunicative acquisendo ed utilizzando un lessico chimico appropriato agli argomenti del corso.

Conoscenze e competenze di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Fisica.

Lezioni frontali e discussione collegiale sulle strategie di economia circolare dei metalli, anche a partire da casi-studio reali.

saranno coinvolti direttamente (singolarmente e collegialmente) nella discussione di quesiti e nella risoluzione di esercizi numerici in modo da stimolare la preparazione, testare regolarmente i progressi effettuati e incentivare le capacità comunicative attraverso l’uso di in lessico adeguato. Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studenti-disabili-e-dsa Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

L’esame consta di una discussione orale a partire da un elaborato scritto prodotto dalla/o studentessa/e su un caso-studio a scelta tra quelli trattati nel corso. La massima votazione è raggiunta con una solida conoscenza e abilità di applicare le conoscenze su tutti gli argomenti trattati. I risultati dell’esame mettono in luce il grado di comprensione dei concetti e la capacità di fare collegamenti logici tra i vari temi trattati nel corso. Sarà inoltre valutato il grado di acquisizione di un linguaggio tecnico-scientifico adeguato sia attraverso la produzione dell’elaborato scritto sia attraverso la discussione orale. Sono inoltre valutate l’autonomia di giudizio attraverso la richiesta di elaborare le informazioni apprese e operare scelte comparate, e la capacità di apprendimento autonomo.

Introduzione sui metalli critici e potenzialmente critici. Classificazione, distribuzione in natura e metodi di estrazione. Impiego dei metalli nei vari settori industriali e tecnologici. Miniere urbane e distribuzione dei metalli nei rifiuti, con particolare attenzione ai RAEE.
Processi di estrazione mineraria delle varie classi di metalli. Monitoraggio ambientale e normative attuali.
Processi di recupero. Idrometallurgia. Schema generale delle fasi di trattamento delle materie prime/seconde per il recupero idrometallurgico dei metalli. Trattamento. Lisciviazione e liscivianti convenzionali e innovativi. Separazione e concentrazione: Precipitazione selettiva, Riduzione selettiva, Adsorbimento selettivo, Estrazione di ioni o metallo-complessi in solvente immiscibile in acqua. Estrattori di vario tipo.
Applicazione della Chimica di Coordinazione nel Recupero dei Metalli. Materie prime e rifiuti come materie prime seconde.
Processi di Recupero: i metalli di base più comuni. Il caso del Cu, Zn, Ni e Co.
I metalli nobili: il caso di Au, Pd e Pt. Metodi convenzionali e innovativi.
Le Terre Rare: caratteristiche chimiche delle Terre Rare, proprietà fisiche e utilizzo nei dispositivi hi-tech. Metodi di recupero e di separazione. Strategie di valorizzazione e reimpiego degli scarti.

Conoscenze e competenze: Conoscenze di base sulle caratteristiche chimiche, fisiche e dei metalli, con particolare riferimento ai metalli critici, nonché sulla loro distribuzione in natura e nelle miniere urbane. Conoscenze di base dei principali metodi di recupero ed estrazione, con particolare riferimento ai processi idro- e solvo-metallurgici e l’utilizzo di liscivianti. Capacità di analisi ed elaborazione di casi studio di economia circolare dei metalli.
Autonomia di giudizio: Capacità di analizzare con senso critico le nozioni apprese. Capacità di proporre autonomamente strategie di recupero e reimpiego dei metalli critici.
Abilità comunicative: capacità di usare un appropriato linguaggio scientifico nel rispondere alle domande, e nel produrre un elaborato sulle tematiche del corso; acquisizione di un appropriato linguaggio scientifico per comunicare in maniera precisa, concisa e chiara.
Capacità di apprendimento: capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato che permetta la successiva autonoma acquisizione di ulteriori competenze e capacità progettuale di strategie di economia circolare dei metalli.