MINERALOGIA PER L'INDUSTRIA E L'AMBIENTE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2021/2022
- Docente
- ANNALISA MARTUCCI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- GEO/06
Obiettivi formativi
- Il corso vuole fornire un'introduzione ai più recenti sviluppi sperimentali e metodologici nel campo dell'indagine dei materiali naturali e sintetici impiegati impiegati nel campo industriale, artistico e culturale e dell'utilizzo di materiali innovativi nella gestione ambientale. In particolare si vuole fornire una panoramica generale sui recenti sviluppi nel campo della mineralogia ambientale. Verranno inoltre trattati i minerali impiegati in qualità di gemme al fine di conoscere sia le loro caratteristiche sia le tecniche di riconoscimento, di analisi qualitativa, e valutazione dei più comuni materiali gemmologici .Alla fine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di:
conoscere il concetto di materia prima e saper valutare l’importanza delle materie prime nel contesto socio-economico globale;
saper classificare le materie prime naturali e conoscere il concetto di materia prima secondaria;
classificare e conoscere le proprietà chimico-fisiche e tecnologiche delle più comuni materie prime argillose e non argillose, dei materiali micro e mesoporosi;
conoscere i vari tipi zeolitici, le loro proprietà chimico-fisiche, la loro disponibilità a livello nazionale ed internazionale e le loro applicazioni in campo industriale;
apprendere i concetti fondamentali ed i metodi per eseguire un'analisi di laboratorio completa di una materia prima nel recupero ambientale o ad uso ceramico;
conoscere le tecniche sperimentali e metodologiche per acquisire ed interpretare dati sperimentali di analisi termiche;
acquisire la capacità di classificare un materiale gemmologico e ed i metodi per eseguire un'analisi di laboratorio completa.
L'obiettivo è di formare soggetti in grado di operare sul territorio o in laboratori, gestire strumentazioni, saper caratterizzare materiali naturali e trasformati da processi produttivi, individuare spazi per sperimentare materiali e metodologie innovative, organizzare misure di controllo della qualità dell'ambiente di vita e di lavoro nel quadro delle normative legislative vigenti. Prerequisiti
- Conoscenze di mineralogia, cristallografia, cristallochimica e ottica dei minerali
Contenuti del corso
- Il corso intende fornire la basi per lo studio di materiali naturali e sintetici impiegati nel campo industriale e l'utilizzo di materiali innovativi nella gestione ambientale. In particolare saranno trattati
a)le argille: Composizione, caratteristiche e metodologie di analisi. Utilizzo dei minerali argillosi come colloidi nelle applicazioni ambientali (8 ore di didattica frontale
b) i materiali ceramici: struttura, cristallochimica e caratterizzazione mediante analisi termiche e diffrattometriche delle materie prime impiegate. Processi di trasformazione in fase di cottura . Caratterizzazione XRD di campioni orientati random e preferenzialmente orientati. Trattamento con glicole etilenico e trattamento termico. (8 ore di didattica frontale+2 ore di esercitazione pratica su lettura e interpretazione di analisi termiche)
c) le zeoliti e i setacci molecolari; definizione, classificazione, chimismo, processi genetici e di sintesi. Relazioni tra struttura e proprietà. Capacità di scambio cationico di zeoliti. Applicazioni in diversi settori industriali, nel contesto delle ricerche petrolifere (cracking degli idrocarburi), nelle applicazioni ambientali (depurazioni di acque reflue e di siti inquinati), e in agricoltura (10 ore di didattica frontale)
d) materiali metallo-organici (metal organic frameworks, MOF): struttura, composizione e applicazioni ( 4 ore di didattica frontale)
e) Materali meso e macroporosi: sintesi, caratterizzazione, struttura e applicazioni. Carboni attivi e loro uso come mezzi adsorbenti (4 ore di didattica frontale).
f)Gemmologia: Definizione di gemma. Materiali Sintetici e simulanti. Proprietà fisiche e ottiche. Fenomeni ottici. Bellezza delle gemme e trattamenti. Principali tecniche di indagine gemmologica: il microscopio binoculare, il rifrattometro, il polariscopio, il dicroscopio, la lampada UV, lo spettroscopio; determinazione di densità e peso specifico, di indice di rifrazione; Il diamante e le 4C: colore, peso, purezza, taglio. (8 ore di didattica frontale +4 ore di esercitazione pratica sull’uso degli strumenti impiegati per un’analisi gemmologica standard) Metodi didattici
- Il corso è strutturato in 24 lezioni di due ore per un totale di 48 ore.In dettaglio:
•lezioni frontali in aula sugli argomenti del corso (42 ore);
•lezioni sull’uso degli strumenti impiegati per un’analisi gemmologica standard (4 ore).
• lezione con esercitazione nel laboratorio di analisi termiche per una dimostrazione pratica della tecnica (2 ore); Modalità di verifica dell'apprendimento
- L'esame si svolgerà con una prova orale il cui obiettivo è quello di verificare il livello di conoscenza acquisito dallo studente relativamente agli aspetti teorici e pratici affrontati durante il corso. In particolare, le domande poste dal docente verteranno sui processi industriali studiati, sulle strutture e principali caratteristiche dei minerali che concorrono come materie prime, sulle modificazioni mineralogiche e strutturali che avvengono durante la lavorazione e sulle metodologie di analisi chimiche e mineralogiche da impiegare. La valutazione della prova orale sarà inoltre formulata tenendo in considerazione la capacità di collegamento tra le necessità richieste dai processi industriali, le materie prime necessarie e le tecniche analitiche da impiegare sia sulle materie prime che sul prodotto finito. Lo studente sarà inoltre valutato in base alla capacità di esposizione e all'adeguatezza del linguaggio tecnico utilizzato
Testi di riferimento
- Manning D.A.C. - Industrial Minerals - Chapman & Hall, 1995.
R. Webster: Gemme. Zanichelli, 1997.
Dispense distribuite dal docente. Altri testi da concordare con il docente.
