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Filiera rame pirometallurgico

Copper pyrometallurgy pipeline

Filiera rame pirometallurgico da concentrati solfurei: flottazione, fusione flash a matte, conversione (Peirce-Smith) a rame blister, raffinazione termica e raffinazione elettrolitica per produrre catodi di Cu al 99,99%, con SO2 recuperata come acido solforico.

IRI
chem:copperPyrometallurgyPipeline
Unit Operation
7
Operazioni chimiche
4 (con reazione)
Operazioni fisiche
3
CO₂eq cumulato
1.45 kg/kg
Produzione globale
21 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
30 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain supply chain completa → SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR crushingAndScreening["frantumazione e vagliatura"] flotation["Flottazione"] roasting["Arrostimento"] cuFlashSmelting["fusione flash rame"] converting["Conversione"] cuFireRefining["raffinazione termica rame"] electrorefining["electrorefining"] s_chalcopyrite(["calcopirite"]):::role_rawMaterial s_chalcopyrite --> crushingAndScreening s_groundCopperOre(["minerale rame macinato"]):::role_intermediate crushingAndScreening --> s_groundCopperOre s_molybdeniteOre(["minerale di molibdenite (concentrato MoS2)"]):::role_byproduct crushingAndScreening -.-> s_molybdeniteOre s_goldOreCrude(["minerale aurifero ROM (pre-frantumazione)"]):::role_byproduct crushingAndScreening -.-> s_goldOreCrude m_porphyryCopperMine[/"⛏️ miniera di rame porfirico (open-pit basso grado)"/]:::role_mine m_porphyryCopperMine -.-> crushingAndScreening s_groundCopperOre --> flotation s_water(["acqua"]):::role_utility s_water --> flotation s_copperConcentrate(["concentrato di rame"]):::role_intermediate flotation --> s_copperConcentrate s_flotationTailings(["sterili di flottazione"]):::role_waste flotation -.-> s_flotationTailings s_copperConcentrate --> roasting s_oxygen(["oxygen"]):::role_utility s_oxygen --> roasting s_roastedCuCalcine(["calcina di rame tostata"]):::role_intermediate roasting --> s_roastedCuCalcine s_sulfurDioxide(["anidride solforosa"]):::role_byproduct roasting -.-> s_sulfurDioxide s_roastedCuCalcine --> cuFlashSmelting s_oxygen --> cuFlashSmelting s_silica(["silica"]):::role_rawMaterial s_silica --> cuFlashSmelting s_chalcopyrite --> cuFlashSmelting s_matte(["matte"]):::role_intermediate cuFlashSmelting --> s_matte s_smeltingSlag(["scoria di fusione"]):::role_byproduct cuFlashSmelting -.-> s_smeltingSlag cuFlashSmelting -.-> s_sulfurDioxide s_ferrousOxide(["ossido ferroso"]):::role_byproduct cuFlashSmelting -.-> s_ferrousOxide s_matte --> converting s_oxygen --> converting s_silica --> converting s_blisterCopper(["blisterCopper"]):::role_intermediate converting --> s_blisterCopper s_converterSlag(["scoria di convertimento"]):::role_byproduct converting -.-> s_converterSlag converting -.-> s_sulfurDioxide s_blisterCopper --> cuFireRefining s_anodeCopper(["rame anodico"]):::role_intermediate cuFireRefining --> s_anodeCopper s_anodeCopper --> electrorefining s_copperSulfate(["solfato di rame"]):::role_rawMaterial s_copperSulfate --> electrorefining s_sulfuricAcid(["acido solforico"]):::role_rawMaterial s_sulfuricAcid --> electrorefining s_copper(["rame"]):::role_finalProduct electrorefining --> s_copper s_anodeSlime(["anode slime"]):::role_byproduct electrorefining -.-> s_anodeSlime classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003 classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030 classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333 classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642 classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444 classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033 classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506 classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima prodotto finale intermedio sottoprodotto scarto utility catalizzatore ⛏️ miniera --> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine

Unit Operation

🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
⚙️ frantumazione e vagliatura calcopiriteminerale rame macinato mulino a sfere, miniera di rame porfirico (open-pit basso grado) 0.99
⚙️ Flottazione minerale rame macinato, acquaconcentrato di rame cella di flottazione 0.88
⚙️ Arrostimento concentrato di rame, oxygencalcina di rame tostata calcinatore a letto fluido 0.200.95
🧪 fusione flash rame calcina di rame tostata, oxygen, silica, calcopiritematte forno flash 0.350.96
🧪 Conversione matte, oxygen, silicablisterCopper convertitore Peirce-Smith 0.300.97
🧪 raffinazione termica rame blisterCopperrame anodico 0.99
🧪 electrorefining rame anodico, solfato di rame, acido solforicorame cella elettrolitica 0.600.99

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
fusione flash rame 2 CuFeS2 + 5/2 O2 -> Cu2S + 2 FeO + 3 SO2 -1300.0 kJ/mol
Conversione Cu2S + O2 -> 2 Cu + SO2 -218.0 kJ/mol
raffinazione termica rame Cu(blister) + O2 (ox) + reductive poling -> Cu(anode) -50.0 kJ/mol
electrorefining Cu(impure) -> Cu(2+) + 2e- (anode); Cu(2+) + 2e- -> Cu(pure) (cathode) +0.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (4)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (7)
⬜ scarto (1)
▫️ intermedio (6)
🩵 utility (2)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
Flottazione 15–35 °Catm
Arrostimento 600–800 °Cossidante
fusione flash rame 1200–1350 °Cossidante
Conversione 1200–1300 °Cossidante
raffinazione termica rame 1100–1200 °C
electrorefining 60–65 °Catm

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
frantumazione e vagliatura elettrica0.08 MJ/kg
fusione flash rame chimica-1.5 MJ/kg
raffinazione termica rame termica0.6 MJ/kg
electrorefining elettrica0.33 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere

Esplora con SPARQL

Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:

PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
  ?substance chem:playsRole ?ra .
  ?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:copperPyrometallurgyPipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.


Dereferenziabile: chem:copperPyrometallurgyPipeline · ontologia completa · TTL sorgente