PROJECT DETAILS
Project Number
LIFE14 ENV/ES/000238
Duration
Start: 07/09/2015 · End: 27/09/2019
Total Budget
€1,666,059
EC Co-funding
60%
English
Español
Deustsch
Italiano
English
Many industrial sectors use in their processes quartz and/or quartz-containing raw materials. Consequently, the occupational environments of these companies may contain appreciable quantities of this pollutant. However, quartz cannot be replaced in most cases.
The respirable fraction of crystalline silica (RCS) is made up of particles fine enough to remain suspended in the air for a long time and penetrate to the pulmonary alveoli, the last receptacles where oxygen and carbon dioxide exchange. The natural defense mechanisms of the human body allow us to eliminate most of the inhaled respirable dust. However, in cases of prolonged exposure in environments with a high concentration of RCS, its elimination from the lungs becomes difficult; its accumulation in the pulmonary alveoli can cause the disease called silicosis, causing serious irreversible effects. In addition, the International Agency for Research on Cancer (IARC) proposed in 1997 and endorsed in 2012 the classification of the SCR as a Group 1 Carcinogen: “Carcinogenic to humans”. This classification means that “there is sufficient evidence in humans for the carcinogenicity of crystalline silica in the form of quartz or cristobalite”.
Numerous studies suggest that the toxicity of quartz is conditioned by the surface chemistry of the quartz particles and, in particular, by the density and abundance of silanol groups. The effectiveness of the addition of substances like nano-alumina, aluminium lactate, and organosilanes to block these groups was studied in the SILICOAT project, showing that the toxicity of the RCS contained in the wet-processed raw materials of the traditional ceramic industries can be virtually nullified. This effect was obtained by adding an additive to the ceramic compositions, which coats the quartz surface so that it becomes no longer toxic. This technology was found to be technically and economically feasible for traditional ceramics.
From these results, project SILIFE extrapolated these good results to other industrial sectors which use quartz in their dry processes. The main objective consisted of producing commercial quartz powders that show very little or no RCS toxicity. To do this, a pilot plant for treatment of commercial quartz powders was designed. The treated quartz produced in this plant was verified by means of industrial trials performed by several end users from different industrial sectors with good results.
Español
La inhalación de sílice cristalina respirable (SCR) produce la conocida reacción patológica llamada silicosis. Muchos sectores industriales utilizan cuarzo o materiales que lo contienen, en sus procesos. En consecuencia, los ambientes laborales de estas empresas pueden contener cantidades apreciables de este contaminante. Sin embargo, en la mayor parte de los casos el cuarzo no se puede sustituir.
Numerosos estudios sugieren que la toxicidad del cuarzo se ve condicionada por la química superficial de sus partículas y, concretamente, por la densidad y abundancia de los grupos silanol. En el proyecto SILICOAT se estudió la efectividad de sustancias como nanoalúmina, lactato de aluminio y organosilanos para bloquear estos grupos, demostrándose que la toxicidad de la SCR que contienen las materias primas utilizadas en procesos vía húmeda por las industrias cerámicas tradicionales se pueden anular prácticamente. Este efecto se obtuvo añadiendo un aditivo a las composiciones cerámicas, que cubre la superficie del cuarzo de forma que su toxicidad desaparece. Se demostró que esta tecnología es técnica y económicamente viable para las cerámicas tradicionales.
A partir de estos resultados, la UE ha aprobado e iniciado un nuevo proyecto LIFE (SILIFE) para extrapolar estos buenos resultados a otros sectores industriales que utilizan cuarzo en sus procesos por vía seca. El principal objetivo de este nuevo proyecto consiste en producir polvos de cuarzo comercial que presenten una toxicidad por SCR muy baja o nula. Para conseguirlo, se diseñará una planta piloto para el tratamiento de polvos comerciales de cuarzo. El cuarzo tratado que se produzca en esta planta se verificará mediante pruebas industriales que se llevarán a cabo por varios usuarios finales procedentes de diferentes sectores industriales.
Deustsch
Die Inhalation von Quarz (kristallines Siliziumdioxid) verursacht die bekannte Lungensilikose. Viele industrielle Anwendungen verwenden Quarzstäube und/oder Quarz-enthaltende Rohmaterialien. Als Folge können an diesen Arbeitsplätzen nennenswerte Mengen dieses Schadstoffs auftreten. Der Quarz kann jedoch in den meisten Fällen nicht ersetzt werden.
Zahlreiche Studien lassen vermuten, daß die Quarztoxizität durch die Oberflächenchemie der Quarzpartikel bedingt ist, d.h. durch die Dichte und hohe Zahl an Silanolgruppen. Zur Desaktivierung dieser Gruppen wurde im SILICOAT-Projekt die Effizienz der Zugabe von Substanzen wie Nanoalumina, Aluminiumlactat und Organosilanen untersucht, mit dem Ergebnis, daß in nassen Verarbeitungsprozessen der traditionellen Keramikindustrie die Toxizität von respirablen kristallinen Quarzstäuben (RCS) praktisch beseitigt werden konnte. Dieser Effekt wurde durch Additive zur Keramikmischung erreicht, die die Toxizität der Quarzoberfläche neutralisieren. Dieser technologische Ansatz erwies sich als für die traditionelle Keramikindustrie technisch und ökonomisch durchführbar.
Aufgrund dieser vielversprechenden Ergebnisse hat die EU ein neues LIFE-Projekt (SILIFE) positiv begutachtet, das sich auf andere industrielle Sektoren ausweiten soll, die auch Quarz in Trockenprozessen anwenden. Das Hauptziel dieses neuen Projekts ist es, kommerzielle Quarzstäube herzustellen, die nur eine geringe oder vernachlässigbare RCS-Toxizität zeigen. Daher soll eine Pilotanlage für die Oberflächenmodifikation kommerzieller Quarzstäube aufgebaut werden. Die Eignung des behandelten Quarzstaubs aus der Anlage wird verifiziert, indem mehrere Endnutzer aus verschiedenen Sektoren ihn in industriellen Verarbeitungsprozessen anwenden.
Italiano
L’inalazione di silice libera cristallina genera una ben nota reazione patologica definita silicosi. Molti settori industriali utilizzano quarzo e/o materie prime contenenti quarzo nei propri processi produttivi. Conseguentemente, gli ambienti di lavoro di queste aziende potrebbero contenere quantità significative di tale inquinante. Inoltre il quarzo, nella maggior parte dei casi, non può essere sostituito da altri materiali.
Numerosi studi suggeriscono che la tossicità del quarzo dipenda dalla chimica di superficie delle particelle di quarzo e, in particolare, dalla densità e dalla abbondanza dei gruppi silanoli. L’efficacia dell’additivazione di sostanze quali nano-allumina, alluminio lattato, e organosilani per neutralizzare questi gruppi è stata studiata nell’ambito del progetto SILICOAT, in cui si è verificato che la tossicità della silice libera cristallina (SLC) contenuta in materie prime utilizzate in industrie di ceramica tradizionale con processi a umido può essere virtualmente annullata. Questo effetto è stato ottenuto tramite l’aggiunta in composizioni ceramiche di un additivo, che coibenta la superficie del quarzo in modo da renderlo non più tossico. Si è dimostrato che questa tecnologia è tecnicamente ed economicamente praticabile per i ceramici tradizionali.
In base ai risultati ottenuti un nuovo progetto LIFE (SILIFE) è stato approvato dalla Comunità Europea ed è stato attivato per trasferire questi buoni risultati ad altri settori che utilizzano quarzo nei propri processi industriali. L’obiettivo principale di questo nuovo progetto riguarda la produzione di polveri commerciali di quarzo che generino una scarsa o nulla tossicità della SLC. Per fare questo verrà implementato un impianto pilota di trattamento di polveri commerciali di quarzo. Il quarzo trattato prodotto in questo impianto sarà testato tramite l’esecuzione di prove industriali da alcuni utilizzatori finali provenienti da diversi settori industriali.
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