Produzione del solfato di rame (CuS04)
DAL RAME METALLICO AL SOLFATO
Produzione del solfato di rame (CuS04)
Il Solfato rameico CuS04 è il sale di rame più conosciuto ed importante. Si ottiene facendo arrostire all’aria il Solfuro di rame o più comunemente, come avveniva nella fabbrica di Piano d’Orta, per azione dell’acido solforico a caldo su rame metallico.
Il rame metallico, preventivamente fuso, viene attaccato dall’acido solforico a caldo in presenza di aria che funge da ossidante. Il sale così ottenuto subisce un processo di cristallizzazione/purificazione dando luogo al prodotto finito.
Al di sopra dei 270°C avviene solo la reazione: Cu + 2H2S04 → CuSO4 + 2H20 + SO2
Mentre a più bassa temperatura, specie intorno a 100°C, si forma anche Solfuro di rame Cu2S: 5Cu + H2S04 → Cu2S + H20 + 3CuO
L’Ossido rameico CuO viene facilmente ritrasformato in solfato di rame per azione dell’acido solforico in eccesso, ma il solfuro di rame è molto meno reattivo e più difficilmente recuperabile. L’anidride solforosa proveniente dalla prima reazione può essere recuperata trasformandola di nuovo in acido solforico (vedasi il processo per la produzione di acido solforico), mentre, in generale si tende ad evitare che avvenga la seconda reazione per le maggiori difficoltà nel recupero del Solfuro di rame.
La capacita produttiva massima del reparto era, prima della seconda guerra mondiale, di circa 50.000 quintali/anno ma in media si producevano circa 20.000 quintali/anno. Per la fabbricazione di 50.000 quintali/anno di Solfato di rame erano necessari 12.500 quintali di rame granulare, 32.000 quintali/anno di Acido solforico diluito e 125 quintali/anno di zolfo.
L’attrezzatura tecnica del reparto solfato di rame consisteva in un forno a riverbero per la granulazione del rame con capacità produttiva di 180 quintali di rame granulato (riscaldato da un bruciatore a nafta) in 24 ore, in una caldaia di recupero e di quattro torri di attacco, alte sei metri l’una.
Il reparto di cristallizzazione era dotato di un impianto di cristallizzazione, formato da 31 cristallizzatori, costituiti da vasche di cemento armato rivestite in legno foderato di lastre di piombo, di una attrezzatura per la lavorazione finale delle scorie ramose, di una camera a polvere per la depurazione del sale ed, infine, di stampi in ghisa per il rame nero.
Infine, nell’ambito del reparto Solfato di rame si svolgeva un’altra lavorazione: il trattamento dei fanghi preziosi derivanti dalla lavorazione del minerale di rame contenenti tracce di argento ed oro.
Il processo consisteva nell’ossidazione di tutti i metalli non preziosi ad alta temperatura in un forno meccanico del tipo di Herreschoff riscaldato a nafta e munito di preriscaldatore, “avanforno”, frantoio e camera a polvere. Successivamente gli ossidi venivano attaccati con acido e separati dai metalli preziosi in un impianto che comprendeva due tini di attacco con agitatore, tre tini di decantazione, due tini di lisciviazione ed una vasca di sgocciolamento.
Nella fabbrica di Piano d’Orta, per tutto il tempo di vita dello stabilimento, dal 1904 fino alla chiusura nel 1964, con eccezione del periodo dal 1943 al 1948, si è prodotto Solfato di rame a partire dal rame metallico secondo la reazione sopra riportata.
Il minerale di rame proveniva dalle miniere del Cile e giungeva via mare nei porti di Napoli, Pescara ed Ortona per poi essere trasportato via ferrovia alla fabbrica di Piano d’Orta.
Come si può evincere dalla descrizione del processo, questo ciclo produttivo può produrre notevoli quantità di scorie contenenti rame ed altri metalli pesanti presenti nel minerale di partenza.