Cresce l’interesse per il carbon black da pneumatici fuori uso

Dove c’è nero, sia una plastica, una vernice o un inchiostro, molto probabilmente c’è carbon black, o nero di carbonio, pigmento ottenuto dalla parziale combustione, in condizioni controllate, di idrocarburi pesanti come carbone fossile o catrame da cracking di etilene, da gas naturale oppure da grassi o da oli vegetali. Il valore del mercato a livello mondiale – secondo la società di consulenza Research and Markets (“Carbon Black Market: Global Industry Trends, Share, Size, Growth, Opportunity and Forecast 2019-2024”) – si attesta su 11,7 miliardi di dollari e dovrebbe toccare i 14,5 miliardi entro i prossimi quattro anni, con un tasso di crescita annua del 3,6% nel periodo 2019-2024.

Carbon black, un additivo versatile

L’industria degli pneumatici assorbe circa il 70% della produzione di carbon black. In questa applicazione, la sua funzione non è estetica ma funzionale: le particelle di nerofumo – altro termine con cui viene chiamato questo additivo – forniscono elevata resistenza all’abrasione, riducono l’invecchiamento della mescola e migliorano la conduzione del calore del battistrada distribuendola sull’intera cintura dello pneumatico. Tutti fattori che concorrono a incrementare le prestazioni, come la tenuta di strada e la durata. Le stesse proprietà sono apprezzate nella produzione di articoli in gomma, dai nastri trasportatori agli articoli tecnici per le più svariate applicazioni (tubi, guarnizioni, foglie e lastre, pavimentazioni), mentre la tipica colorazione nera opaca e coprente viene sfruttata nei pigmenti per materie plastiche, vernici e inchiostri, o dove è richiesta una funzione UV assorbente.

Bridgestone Americas è il primo produttore di pneumatici a utilizzare su scala industriale rCB a marchio D-E BlacK fornito dalla connazionale Delta-Energy Group

Da PFU a nuovi pneumatici

In anni recenti è emersa la necessità di recuperare gli pneumatici arrivati a fine vita, i cosiddetti PFU (pneumatici fuori uso), e di conseguenza trovare applicazioni per il materiale rigenerato. Dal riciclo meccanico degli pneumatici, mediante macinazione meccanica a temperatura ambiente, si riescono a separare i tre principali componenti: gomma, acciaio e fibra tessile. La frazione elastomerica del rifiuto viene già oggi utilizzata nella produzione di manufatti per edilizia non a vista, ad esempio pannelli isolanti e antivibranti, negli intasi dei campi da gioco e pavimentazioni sportive, oppure per modificare l’asfalto. Si tratta però di applicazioni limitate e non di grande valore aggiunto, alle quali si stanno affiancando progetti in fase avanzata volti al recupero del nero di carbonio dagli pneumatici fuori uso, mediante un successivo trattamento della gomma macinata, che consentono un riutilizzo in closed-loop nella stessa industria degli pneumatici in sostituzione di nero di carbonio vergine.

Uno di questi partirà nei prossimi mesi in Europa, più precisamente nel Porto di Rotterdam, avviato dalla società olandese Black Bear Carbon nell’ambito del programma “Recovered Carbon Black Nederland”. Il progetto prevede l’avvio di un impianto per la carbonizzazione di pneumatici fuori uso, previa rimozione del cordino d’acciaio e triturazione: la gomma così ottenuta viene quindi sottoposta a un processo di decomposizione molecolare mediante riscaldamento in assenza di ossigeno (carbonizzazione) da cui si ottiene, in condizioni controllate, olio di pirolisi, syngas e un residuo carbonioso da cui si ricava nuovo carbon black (rCB). Quest’ultimo può essere utilizzato – al pari di quello vergine – sia nella produzione di nuovi pneumatici, sia nella pigmentazione nera di masterbatch per materie plastiche ed elastomeri, come pure nella formulazione di inchiostri e vernici.

Il produttore di pneumatici Continental acquisterà da Pyrolyx 10.000 tonnellate annue di rCB, ottenuto dal riciclo di 3 milioni di PFU, con un risparmio di emissioni di anidride carbonica stimato in 25.000 tonnellate annue

In campo anche i produttori di pneumatici

Dall’altra parte dell’Atlantico, il produttore di pneumatici Continental ha stipulato un accordo di fornitura quinquennale con la tedesca Pyrolyx per approvvigionarsi di nero di carbonio rigenerato da PFU, da miscelare con quello vergine nella produzione di nuovi battistrada. L’accordo, che segue una lettera d’intenti siglata nei mesi scorsi, prevede la fornitura a regime, da parte di Pyrolyx, di 10.000 tonnellate annue di rCB, ottenuto dal riciclo di 3 milioni di pneumatici fuori uso, con un risparmio di emissioni di anidride carbonica stimato in 25.000 tonnellate annue. Per onorare il contratto, visti i volumi previsti, Pyrolyx ha in programma di costruire nuovi impianti di trattamento e riciclo in Nord America e in Europa orientale. Prima di passare alla scala industriale, Pyrolyx ha sviluppato un processo di recupero e rigenerazione di carbon black, mediante carbonizzazione, implementato tre anni fa nello stabilimento di Stegelitz (Germania).

Sempre negli Stati Uniti, Bridgestone Americas ha annunciato di essere il primo produttore di pneumatici a utilizzare rCB su scala industriale, fornito dalla connazionale Delta-Energy Group con il marchio D-E Black. Prodotto partendo da PFU, il carbon black riciclato con questo processo promette una riduzione dell’81 per cento di anidride carbonica per tonnellata prodotta. Bridgestone ha iniziato a collaborare con Delta-Energy nel 2007 e, nel corso degli ultimi anni, ha sperimentato la sostituzione parziale di carbon black vergine con quello riciclato eseguendo numerosi test per valutarne le prestazioni e la rispondenza ai severi criteri richiesti nella produzione di pneumatici. Fino ad oggi, Bridgestone ha acquistato 235 tonnellate di rCB, un volume equivalente a circa 70.000 pneumatici fuori uso. La produzione di pneumatici per agricoltura e auto con carbon black riciclato è attualmente in corso presso diversi stabilimenti americani. Entro la fine di quest’anno, il colosso americano stima di arrivare a utilizzare 6.800 tonnellate di rCB, pari al riciclo di 2 milioni di PFU.

PolyOne ha recentemente introdotto un concentrato con una percentuale di nero di carbonio ottenuto dal riciclo di pneumatici fuori uso commercializzato con il marchio OnColor RC Environmental Black

rCB già disponibile nei masterbatch

Oltre all’industria degli pneumatici, il carbon black riciclato sta suscitando un crescente interesse tra i produttori di masterbatch, che possono sfruttare il minor impatto ambientale rispetto al nerofumo vergine per aumentare l’appeal dei loro materiali e proporre soluzioni in linea con l’economia circolare. Tra i benefici promessi si contano una maggiore percentuale di materiali rigenerati incorporati nei prodotti finali, un utilizzo più efficiente e responsabile delle risorse e, più in generale, una riduzione della dipendenza da fonti fossili.

PolyOne, ad esempio, ha recentemente introdotto un concentrato con una percentuale di nero di carbonio ottenuto dal riciclo di pneumatici fuori uso, commercializzato con il marchio OnColor RC Environmental Black. Secondo il compounder statunitense, l’utilizzo di rCB non altera le proprietà e la qualità del master, riducendo – in fase di produzione – il consumo di acqua del 90 per cento, quello di elettricità del 61 per cento, con un taglio complessivo del 90 per cento delle emissioni di anidride carbonica equivalente rispetto al carbon black vergine. Conforme ai requisiti REACh e RoHS, OnColor RC Environmental Black è disponibile in gradi adatti per l’utilizzo con differenti resine in applicazioni come componenti auto, elettrodomestici, elettronica e attrezzature per ufficio.

Con lo stesso approccio, Cabot propone la nuova serie Techblak 85, dove sia la matrice polimerica sia il carbon black provengono da riciclo. In questo caso, però, il nero di carbonio non proviene da PFU, ma dal recupero e trattamento di sfridi industriali. Presentata al K2019 di Düsseldorf, la serie Techblak 85 comprende diversi gradi destinati al compounding, allo stampaggio a iniezione e all’estrusione di film standard destinati ad applicazioni industriali, imballaggio e beni di consumo.

La soluzione proposta da Ampacet è Rec-O-Black 216, un concentrato nero contenente oltre il 95 per cento di materiale da riciclo post consumo, polietilene e carbon black, quest’ultimo ottenuto dal recupero di prodotti a base di gomma, tra cui pneumatici fuori uso. Il master è idoneo per applicazioni rigide e flessibili, dai beni di consumo all’imballaggio, anche in combinazione con Odor Scavenger 1000258-E al fine di ridurre l’odore tipico dei materiali riciclati post-consumo. Ampacet stima che per ogni tonnellata di Rec-O-Black 216 impiegato in produzione si possono prevenire emissioni di anidride carbonica pari a 1,5 tonnellate ed evitare l’utilizzo di 1,7 tonnellate di petrolio.

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