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.
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
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classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030
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classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642
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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
| Operazione | Consuma | Produce | Catalizzatore | Equipment | CO₂eq | Resa |
| ⚙️ frantumazione e vagliatura |
calcopirite | minerale rame macinato |
— | mulino a sfere, miniera di rame porfirico (open-pit basso grado) |
— | 0.99 |
| ⚙️ Flottazione |
minerale rame macinato, acqua | concentrato di rame |
— | cella di flottazione |
— | 0.88 |
| ⚙️ Arrostimento |
concentrato di rame, oxygen | calcina di rame tostata |
— | calcinatore a letto fluido |
0.20 | 0.95 |
| 🧪 fusione flash rame |
calcina di rame tostata, oxygen, silica, calcopirite | matte |
— | forno flash |
0.35 | 0.96 |
| 🧪 Conversione |
matte, oxygen, silica | blisterCopper |
— | convertitore Peirce-Smith |
0.30 | 0.97 |
| 🧪 raffinazione termica rame |
blisterCopper | rame anodico |
— | — |
— | 0.99 |
| 🧪 electrorefining |
rame anodico, solfato di rame, acido solforico | rame |
— | cella elettrolitica |
0.60 | 0.99 |
Reazioni chimiche bilanciate
| Operazione | Equazione bilanciata | ΔH |
| 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
Condizioni operative
| Operazione | Temperatura | Pressione | Atmosfera |
| Flottazione |
15–35 °C | atm | — |
| Arrostimento |
600–800 °C | — | ossidante |
| fusione flash rame |
1200–1350 °C | — | ossidante |
| Conversione |
1200–1300 °C | — | ossidante |
| raffinazione termica rame |
1100–1200 °C | — | — |
| electrorefining |
60–65 °C | atm | — |
Input energetici
| Operazione | Forma | Energia specifica |
| frantumazione e vagliatura |
elettrica | 0.08 MJ/kg |
| fusione flash rame |
chimica | -1.5 MJ/kg |
| raffinazione termica rame |
termica | 0.6 MJ/kg |
| electrorefining |
elettrica | 0.33 MJ/kg |
Supply chain inter-filiera
⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere
- solfato di rame ← produzione solfato di rame pentaidrato
- oxygen ← Filiera ASU separazione aria, elettrodeposizione foglio rame (grado batteria), Filiera idrogeno verde PEM, abbattimento catalitico N2O (decomposizione Pt/Rh), Filiera zinco idrometallurgico
- acido solforico ← elettrodeposizione foglio rame (grado batteria), Filiera H2SO4 da zolfo elementale, Filiera zinco idrometallurgico
- acqua ← acido acrilico → poliacrilato di sodio (SAP), acrilonitrile (SOHIO) + ABS, Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, mangime pellet da DDGS bioetanolo, bisfenolo A da fenolo + acetone, caprolattame a Nylon 6, acido citrico da fermentazione Aspergillus niger, CO2-to-metanolo (idrogenazione catalitica Cu/ZnO/Al2O3), elettrodeposizione foglio rame (grado batteria), produzione solfato di rame pentaidrato, DPC via carbonilazione ossidativa, epicloridrina da bio-glicerolo (Epicerol), resina epossidica DGEBA, Filiera etilene da steam cracking, formaldeide da metanolo (Formox), biodiesel HVO (drop-in), solfato di idrossilammina (processo DSM HPO), Filiera HCl industriale, acido L-lattico da fermentazione glucosio, Filiera metanolo da syngas, sintesi metilammina (NH3 + MeOH catalitica), produzione molibdeno metallico (arrostimento + riduzione H2), Filiera acido nitrico Ostwald, sintesi N-metilpirrolidone (NMP), fertilizzante organico NPK da digestato, Filiera PET, Filiera acido fosforico wet, PLA da acido L-lattico (ROP), poliuretano via MDI, ossido propilene via HPPO, acido tereftalico purificato da p-xilene, Filiera PVC, cianuro di sodio da processo Andrussow, Filiera soda Solvay, Filiera acciaio DRI-H2 + EAF, recupero zolfo Claus da H2S, Filiera zinco idrometallurgico
➡ 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