Carbonatazione Accelerata dei Rifiuti Alcalini per la Mitigazione del Clima: Configurazioni Attuali degli Impianti e Futuri Progressi Tecnologici

Global climate change, driven by escalating atmospheric CO2 levels, necessitates innovative mitigation strategies. Accelerated carbonation offers a promising solution by utilizing alkaline industrial waste materials for CO2 sequestration. This process transforms waste into stable carbonates, reducing greenhouse gas emissions while addressing industrial byproduct management challenges. This study comprehensively examines the carbonation potential of key alkaline wastes, including blast furnace and steel slags, fly ash, bottom ash, gypsum residues, cement kiln dust, and concrete aggregates. It highlights the fundamental mechanisms of carbonation reactions, and the influence of operational parameters in optimizing reaction efficiency. The study also evaluates current technological advancements, including direct and indirect carbonation pathways, and their industrial scalability. Beyond CO2 capture, the valorization of carbonated products and their post-carbonation applications are explored, showcasing the dual benefits of carbon sequestration and resource efficiency. Challenges such as pore clogging, heavy metal stabilization, and integration into industrial processes are discussed alongside potential solutions. This review underscores accelerated carbonation's transformative potential as a sustainable and circular technology, contributing significantly to global climate goals.

Il cambiamento climatico globale, guidato dall’aumento dei livelli di CO2 atmosferica, richiede strategie innovative di mitigazione. La carbonatazione accelerata offre una soluzione promettente utilizzando materiali di scarto industriali alcalini per il sequestro della CO2. Questo processo trasforma i rifiuti in carbonati stabili, riducendo le emissioni di gas serra e affrontando al contempo le sfide legate alla gestione dei sottoprodotti industriali. Questo studio esamina in modo approfondito il potenziale di carbonatazione dei principali rifiuti alcalini, tra cui scorie di altoforno e acciaieria, ceneri volanti, ceneri pesanti, residui di gesso, polveri dei forni da cemento e aggregati di calcestruzzo. Evidenzia i meccanismi fondamentali delle reazioni di carbonatazione e l’influenza dei parametri operativi nell’ottimizzazione dell’efficienza delle reazioni. Lo studio valuta inoltre i progressi tecnologici attuali, incluse le vie di carbonatazione dirette e indirette, e la loro scalabilità industriale. Oltre alla cattura della CO2, vengono esplorati la valorizzazione dei prodotti carbonatati e i loro utilizzi post-carbonatazione, evidenziando i doppi benefici del sequestro del carbonio e dell’efficienza delle risorse. Sfide come l’ostruzione dei pori, la stabilizzazione dei metalli pesanti e l’integrazione nei processi industriali vengono discusse insieme a potenziali soluzioni. Questa revisione sottolinea il potenziale trasformativo della carbonatazione accelerata come tecnologia sostenibile e circolare, contribuendo in modo significativo agli obiettivi climatici globali.