Progetto MARBLE-UP 


 Un progetto innovativo e sostenibile che mira al riutilizzo di materiali a base di carbonato di calcio



MARBLE-UP 
UN NUOVO RIUTILIZZO SOSTENIBILE

Con uno sguardo ai target dell’Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile che, tra i vari obiettivi ha la riduzione in modo sostanziale della produzione di rifiuti attraverso la prevenzione, la riduzione, il riciclaggio e il riutilizzo di materiali, il progetto di R&S MARBLE-UP, mira ad affrontare in modo concreto il problema “rifiuti a base di carbonato di calcio”, cercando una nuova vita per i fanghi di scarto provenienti da questi importanti settori industriali:

SETTORE LAPIDEO: Marmettola;

SETTORE CARTARIO: Fanghi di deinking.

MARBLE-UP intende individuare impianti di lavorazione ad hoc che permettano di rendere “riutilizzabili” questi rifiuti e mira ad attivare percorsi di economia circolare, da individuare preferibilmente sul territorio Toscano, in differenti cicli produttivi/ambiti industriali in grado di assorbire sia la produzione di marmettola del comparto lapideo, che i fanghi di deinking da cartiera. 

La filiera toscana del marmo è localizzata tra le province di Massa-Carrara e Lucca e rappresenta la più nota concentrazione mondiale di imprese con tale specializzazione. Il fatturato del settore si aggira attorno al miliardo di euro, proveniente prevalentemente dai marmi lavorati anche se non è trascurabile il contributo dei derivati da estrazione. La resa di una cava di marmo, per legge, non può essere inferiore al 30% in termini di estrazione di materiale ornamentale; il 50-70% del materiale estratto dalle cave è dunque materiale “derivato” (massi da scogliera, pietrisco, sabbia…); a questi “materiali derivati” si aggiunge la polvere di marmo ‘marmettola’. Mentre i materiali derivati hanno un loro “valore” ed un mercato di utilizzo (in edilizia e in svariati settori industriali, tra cui quello cartario), la marmettola no: quest’ultima è ad oggi un rifiuto (CER 010413), nonostante sia di fatto polvere di marmo (i.e. CaCO3). 

L’altro flusso di rifiuti oggetto di studio del progetto di economia circolare MARBLE-UP proviene dal settore cartario: tale settore è uno dei più virtuosi dal punto di vista ambientale, con un tasso di circolarità del 55%. Questo si riflette nella filiera del riciclo di carta e cartone: l’Italia è leader in Europa nel riciclo degli imballaggi cartacei e ben oltre l'80% della carta viene riciclata in Italia, ed in particolare in Toscana. Tuttavia, permangono margini di miglioramento sia sulle quantità che sulla qualità del raccolto, in particolare sul recupero e il riutilizzo dei fanghi in uscita dai processi di riciclo della carta. Uno di questi flussi di scarto è quello dei fanghi in uscita dalla fase di deinking che, insieme agli scarti di pulper rappresentano il 60% della produzione di rifiuti dagli impianti di lavorazione della carta da macero. I fanghi di deinking sono costituiti da cellulosa (20-40%), carbonati del 40-70% (carbonato di calcio, proveniente da derivati di lavorazione del marmo), un ulteriore 0-15% di silice e umidità residua pari a 1-15%. I fanghi di deinking, insieme alla Marmettola, saranno i flussi di rifiuto oggetto di studio del progetto MARBLE UP, che ha l’obiettivo di trovarne potenziali riutilizzi e percorsi di valorizzazione. 




MARBLE-UP

A NEW SUSTAINABLE REUSE


With a focus on the targets of the 2030 Agenda for Sustainable Development, which include significantly reducing waste production through prevention, reduction, recycling, and reuse of materials, the MARBLE-UP R&D project aims to address the issue of "calcium carbonate-based waste," seeking a new life for the waste sludge from the following key industrial sectors: STONE SECTOR: Marble sludge and PAPER SECTOR: Deinking sludge. MARBLE-UP intends to identify specialized processing plants that will make these waste materials "reusable" and aims to implement circular economy pathways, preferably within the Tuscan region, in various production cycles and industrial sectors capable of absorbing both marble sludge from the stone industry and deinking sludge from paper mills.

The Tuscan marble supply chain is located between the provinces of Massa-Carrara and Lucca and represents the most renowned global concentration of companies specializing in this field. The turnover of the sector is around one billion euros, mainly from processed marbles, although the contribution from extraction derivatives is not negligible. By law, the yield of a marble quarry cannot be lower than 30% in terms of ornamental material extraction; 50-70% of the material extracted from quarries is thus "derived" material (boulders, gravel, sand, etc.); in addition to these "derived materials," there is the marble dust known as "marmettola." While derived materials have their own "value" and a market for use (in construction and various industrial sectors, including the paper industry), marmettola does not: it is currently considered waste (CER 010413), despite being essentially marble dust (i.e. CaCO3).

The other waste stream studied in the MARBLE-UP circular economy project comes from the paper industry: this sector is one of the most environmentally virtuous, with a circularity rate of 55%. This is reflected in the paper and cardboard recycling supply chain: Italy is a leader in Europe in recycling paper packaging, with over 80% of paper recycled in Italy, particularly in Tuscany. However, there are still opportunities for improvement in both the quantity and quality of the collection, especially regarding the recovery and reuse of sludge from paper recycling processes. One of these waste streams is the sludge from the deinking phase, which, along with pulper waste, accounts for 60% of the waste produced by recycling paper mills. Deinking sludge consists of cellulose (20-40%), carbonates (40-70%) such as calcium carbonate from marble processing derivatives, an additional 0-15% of silica, and residual moisture of 1-15%. Deinking sludge, along with marmettola, will be the waste streams studied in the MARBLE-UP project, which aims to identify potential reuse options and valorization pathways.




PARTENARIATO

ARCHA SRL (Capofila): società che si occupa di analisi chimiche, biologiche e fisiche e di ricerca e sviluppo. L’obiettivo di questa attività è quello di esplorare le numerose opzioni di utilizzo del carbonato di calcio valutando i possibili utilizzatori finali e le specifiche richieste in termini di caratteristiche di prodotto (distribuzione granulometrica, composizione macro, contaminanti presenti, omogeneità, etc).

Marble way: azienda del comprensorio del marmo delle Apuane. In MARBLE-UP l’obiettivo è quello di qualificare i differenti flussi di marmettola dei consorziati, andando a determinarne la composizione chimica, gli aspetti chimico fisici (es. distribuzione granulometrica, contenuto di umidità, …) e l’eventuale presenza di contaminanti.

TECNOCREO SRL: società di ingegneria in ambito industriale e ambientale. Nel progetto MARBLE-UP fornirà supporto nella scelta di soluzioni impiantistiche adeguate affinché i fanghi studiati rispondano alle esigenze dei potenziali utilizzatori degli scarti a base di carbonato di calcio.

KNAUF SPA: società per il settore delle costruzioni e dell’edilizia. All'interno di questo progetto, Knauf proverà, parallelamente, a sperimentare anche il carbonato di calcio proveniente dalla marmettola all’interno del suo processo produttivo. In particolare, la marmettola ha diverse potenziali applicazioni in seno alle attuali linee produttive di KNAUF:

  •       in sostituzione al calcare di cava vergine ad oggi utilizzato nelle “ricette” dei prodotti Knauf;
  •       all’interno dei premix per l’edilizia in sostituzione del carbonato di calcio vergine (polveri purissime derivanti dalla macinazione di prodotti secondari di cava);
  •       nel processo produttivo delle lastre in cartongesso, per conferire proprietà tecnologiche (es. proprietà ignifughe) e ambientali al prodotto.

Calacata Recycle SRL:  azienda giovane, nata non solo per la lavorazione dei materiali minerali estratti da cava, ma anche e soprattutto per valorizzare e recuperare i sottoprodotti e gli scarti della lavorazione del comparto lapideo. Collegata ad una delle principali aziende estrattive di marmo del territorio apuano, investirà in impiantistica con l’obiettivo di rendere la marmettola “idonea” al recupero.

Chimica Italiana SRL: è specializzata nella produzione e commercializzazione dell'intera gamma di prodotti sia per il wet–end che per la rifinizione delle pelli. Il ruolo che svolge all'interno del progetto Marble Up è quello di verificare se il carbonato di calcio degli scarti, oggetto di studio del progetto MARBLE-UP, potrebbe prestarsi a molteplici applicazioni. Per questa ragione, CHIMICA ITALIANA, col supporto del DCCI-UNIPI, intende condurre una serie di studi e sperimentazioni che permettano di valutare l’utilizzo degli scarti MARBLE-UP.

Dipartimento di Chimica e Chimica industriale dell’Università di Pisa: organismo di ricerca che supporterà il partenariato nello studio e messa a punto delle potenziali nuove formulazioni dei materiali di scarto contenenti carbonato di calcio da impiegare nel settore edile e nel settore conciario. Darà inoltre supporto ai partner del progetto per la ricerca di nuovi coagulanti/flocculanti per il trattamento dei reflui ottenuti dalle aziende del marmo al fine di separare l’acqua dal solido cioè la marmettola da valorizzare, limitandone la sua contaminazione.



PARTNERSHIP

ARCHA SRL: A company specializing in chemical, biological, and physical analysis, as well as research and development. The goal of this activity is to explore the various potential uses of calcium carbonate, evaluating potential end-users and their specific product requirements (e.g., particle size distribution, macro composition, contaminants, homogeneity, etc.).

Marble Way: A company based in the marble district of the Apuan Alps. In the MARBLE-UP project, the goal is to qualify the different streams of marble sludge from consortium members, determining their chemical composition, physico-chemical properties (e.g., particle size distribution, moisture content, etc.), and any potential contaminants.

TECNOCREO SRL: An engineering company in the industrial and environmental sectors. In the MARBLE-UP project, it will provide support in selecting appropriate plant solutions to ensure that the studied sludges meet the requirements of potential end-users of calcium carbonate-based waste.

KNAUF SPA: A company in the construction and building sector. As part of this project, Knauf will also experiment with calcium carbonate from marble sludge in its production process. Specifically, marble sludge has several potential applications within Knauf’s current product lines:

  • As a replacement for virgin limestone currently used in the “recipes” of Knauf products;
  • In premixes for the construction industry as a substitute for virgin calcium carbonate (pure powders derived from the grinding of secondary quarry products);
  • In the production of drywall boards, to provide technological (e.g., fireproof properties) and environmental benefits to the product.

Calacata Recycle SRL: a young company, born not only for the processing of mineral materials extracted from quarries but also, and above all, to enhance and recover the by-products and waste from the stone processing industry. Connected to one of the main marble extraction companies in the Apuan region, it will invest in plant equipment with the aim of making the "marmettola" suitable for recovery.

Chimica Italiana SRL: Specializes in the production and marketing of a full range of products for both the wet-end and finishing processes of leather. Its role within the Marble Up project is to assess whether the calcium carbonate from waste materials, studied in the MARBLE-UP project, could be used for multiple applications. For this reason, CHIMICA ITALIANA, with the support of the DCCI-UNIPI, intends to conduct a series of studies and experiments to evaluate the use of MARBLE-UP waste.

Department of Chemistry and Industrial Chemistry, University of Pisa: a research organization that will support the partnership in studying and developing potential new formulations of waste materials containing calcium carbonate to be used in the construction and tanning industries. It will also provide support to the project partners in the search for new coagulants/flocculants for the treatment of wastewater from marble companies in order to separate the water from the solid, i.e., the marmettola to be valorized, limiting its contamination.