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carbonato di litio da spodumene

lithium carbonate from spodumene

Filiera Li2CO3 battery-grade da concentrato di spodumene (Australia, Canada): decrepitazione termica → β-spodumene → attacco solforico → purificazione → carbonatazione.

IRI
chem:lithiumCarbonateFromSpodumenePipeline
Unit Operation
6
Operazioni chimiche
2 (con reazione)
Operazioni fisiche
4
CO₂eq cumulato
6.28 kg/kg
Produzione globale
0.7 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
4 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain supply chain completa → SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR spodumeneMining["estrazione spodumene hard rock"] spodumeneDecrepitation["decrepitazione spodumene"] spodumeneSulfuricRoasting["attacco solforico β-spodumene"] lithiumLeachingPurification["lisciviazione + purificazione (Ca/Mg)"] lithiumCarbonation["carbonatazione del litio"] liCarbonateDrying["essiccazione + micronizzazione Li2CO3"] s_spodumene(["spodumene"]):::role_intermediate spodumeneMining --> s_spodumene m_spodumeneMine[/"⛏️ miniera di spodumene (pegmatite hard rock)"/]:::role_mine m_spodumeneMine -.-> spodumeneMining s_spodumene --> spodumeneDecrepitation s_betaSpodumene(["beta-spodumene"]):::role_intermediate spodumeneDecrepitation --> s_betaSpodumene s_betaSpodumene --> spodumeneSulfuricRoasting s_sulfuricAcid(["acido solforico"]):::role_rawMaterial s_sulfuricAcid --> spodumeneSulfuricRoasting s_lithiumSulfateCrude(["Li2SO4 in soluzione grezza"]):::role_intermediate spodumeneSulfuricRoasting --> s_lithiumSulfateCrude s_lithiumSulfateCrude --> lithiumLeachingPurification s_water(["acqua"]):::role_utility s_water --> lithiumLeachingPurification s_sodaAsh(["carbonato di sodio"]):::role_rawMaterial s_sodaAsh --> lithiumLeachingPurification s_lithiumSulfate(["solfato di litio"]):::role_intermediate lithiumLeachingPurification --> s_lithiumSulfate s_lithiumSulfate --> lithiumCarbonation s_sodaAsh --> lithiumCarbonation s_lithiumCarbonateCrude(["Li2CO3 umido (pre-essiccazione)"]):::role_intermediate lithiumCarbonation --> s_lithiumCarbonateCrude s_sodiumSulfate(["solfato di sodio"]):::role_byproduct lithiumCarbonation -.-> s_sodiumSulfate s_lithiumCarbonateCrude --> liCarbonateDrying s_lithiumCarbonate(["carbonato di litio (battery grade)"]):::role_finalProduct liCarbonateDrying --> s_lithiumCarbonate 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
⚙️ estrazione spodumene hard rock spodumene miniera di spodumene (pegmatite hard rock) 0.08
⚙️ decrepitazione spodumene spodumenebeta-spodumene forno rotativo 3.2
🧪 attacco solforico β-spodumene beta-spodumene, acido solforicoLi2SO4 in soluzione grezza forno per attacco solforico 1.0
⚙️ lisciviazione + purificazione (Ca/Mg) Li2SO4 in soluzione grezza, acqua, carbonato di sodiosolfato di litio reattore di purificazione 0.3
🧪 carbonatazione del litio solfato di litio, carbonato di sodioLi2CO3 umido (pre-essiccazione) reattore di carbonatazione 1.5
⚙️ essiccazione + micronizzazione Li2CO3 Li2CO3 umido (pre-essiccazione)carbonato di litio (battery grade) essiccatore flash 0.2

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
attacco solforico β-spodumene 2 LiAlSi2O6 + H2SO4 -> Li2SO4 + Al2O3·2SiO2·H2O + 2 SiO2 (forma semplificata; bilancio non rappresentato) -50.0 kJ/mol
carbonatazione del litio Li2SO4 + Na2CO3 -> Li2CO3 + Na2SO4 -30.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (2)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (1)
▫️ intermedio (5)
🩵 utility (1)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
estrazione spodumene hard rock -0–40 °Catmambient
decrepitazione spodumene 1075–1100 °Catmair
attacco solforico β-spodumene 250–300 °Catmair
lisciviazione + purificazione (Ca/Mg) 60–90 °Catmair
carbonatazione del litio 85–95 °CatmCO2
essiccazione + micronizzazione Li2CO3 100–160 °Catmdry-air

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
decrepitazione spodumene thermal6.0 MJ/kg
attacco solforico β-spodumene thermal1.5 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:lithiumCarbonateFromSpodumenePipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.


Dereferenziabile: chem:lithiumCarbonateFromSpodumenePipeline · ontologia completa · TTL sorgente