Geochemical modeling of soil-binder systems in stabilization/solidification applications

• Main Author: LIU, YIKAI
• Other Authors: Liu, Yikai, ARTIOLI, GILBERTO
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: Università degli studi di Padova 2023
• Subjects: Settore GEO/06 - Mineralogia; Loppa
• Online Access: https://hdl.handle.net/11577/3472561

La gestione sostenibile del suolo rappresenta la condizione primaria per garantire l’equilibrio degli ecosistemi terrestri e i cicli geochimici. La crescente urbanizzazione degli ultimi decenni ha portato alla produzione di enormi volumi di rifiuti solidi in tutto il mondo, particolarmente dannosi per la salute umana, della fauna e della flora circostante. Il processo di solidificazione/stabilizzazione in situ (S/S) è stata proposto come strategia di bonifica sostenibile al fine di prevenire la mobilizzazione degli inquinanti in siti contaminati. Di contro le problematiche legate all’utilizzo di cemento Portland (OPC), che rappresenta il legante idraulico più utilizzato nella tecnica S/S, quali elevate emissioni di CO2 durante la sua produzione e la sua durabilità rappresentano un grande limite all’utilizzo di questa strategia di bonifica. In questo lavoro, è stata investigata la possibilità di superare queste problematiche riducendo al massimo l’utilizzo di OPC nel processo S/S nella bonifica di due rifiuti solidi particolarmente inquinati quali ceneri di pirite e fosfogesso ovvero i principali scarti di produzione dell'industria dei concimi fostatici. Nel processo di bonifica sono stati quindi investigati parallelamente il legante tradizionale (OPC) e cinque leganti alternativi a bassa impronta di CO2 (cemento alluminoso, mayenite miscelata con loppa d'altoforno, loppa d'altoforno ad attivazione alcalina, un cemento di tipo III/B e γ-Al2O3). Il lavoro ha previsto una preliminare caratterizzazione fisico-chimica dei leganti idraulici e delle miscele legante idraulico/suolo inquinato ed una successivo modeling geochimico con il fine di identificare e quantificare i meccanismi di ritenzione dei contaminanti e garantire un riciclo del rifiuto solido efficace e sostenibile nel tempo. Infine, è stata eseguita una valutazione preliminare dell'integrazione di queste tecnologie innovative di bonifica accoppiata ad una alta efficienza di bonifica con contemporanea riduzione delle emissioni di gas serra e offrendo ...